WO2005005098A1 - Machine tool having two parallel spindle rows that can be displaced relative to one another - Google Patents

Machine tool having two parallel spindle rows that can be displaced relative to one another Download PDF

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WO2005005098A1
WO2005005098A1 PCT/EP2004/005121 EP2004005121W WO2005005098A1 WO 2005005098 A1 WO2005005098 A1 WO 2005005098A1 EP 2004005121 W EP2004005121 W EP 2004005121W WO 2005005098 A1 WO2005005098 A1 WO 2005005098A1
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spindles
row
machine tool
tool according
another
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PCT/EP2004/005121
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Grund
Achim Feinauer
Pavel Blazek
Original Assignee
Stama Maschinenfabrik Gmbh
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/04Metal-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • B23Q1/626Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q39/00Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q2039/002Machines with twin spindles

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool for machining workpieces. It particularly affects so-called machining centers, i.e. Machine tools that can machine a workpiece in one setup with various, automatically changed tools.
  • a generic machine tool is known for example from DE 196 35 258 Cl. This is a machine tool that is especially designed for the machining of bar-shaped workpiece material.
  • the known machine tool has a tool spindle arranged vertically on a traveling column, into which tools for machining the bar for the workpiece material. With the help of the traveling column, the tool spindle can be moved in three orthogonal spatial directions (x-axis, y-axis and z-axis).
  • a workpiece spindle which can be pivoted about a horizontal axis and into which a workpiece rod can be clamped, is arranged below the tool spindle.
  • the workpiece spindle is designed in such a way that it can drive a clamped workpiece rod at a rotational speed sufficient for turning.
  • workpieces can be produced from the bar material in flexible work processes.
  • multi-spindle lathes are known for example from DE 36 26 324 ⁇ l, DE 33 20 940 AI or DE 35 14 069 AI.
  • a machining center with the type designation HVSC 400 MT is known, which has both a vertically arranged workpiece spindle that can be pivoted about a horizontal axis and a horizontally arranged tool spindle having.
  • HVSC 400 MT has both a vertically arranged workpiece spindle that can be pivoted about a horizontal axis and a horizontally arranged tool spindle having.
  • a machine tool with a plurality of first spindles arranged in a row next to one another, which are arranged rigidly or can be moved synchronously with one another and form a first row of spindles, and a plurality of second spindles arranged in a row next to one another, which are arranged rigidly or synchronously are movable with one another and form a second row of spindles, the first and second row of spindles extending along two mutually parallel first and second spatial axes, and the first and second row of spindles being movable relative to one another in such a way that workpieces which are in the spindles of the one spindle row are clamped, with tools that are clamped in the spindles of the other spindle row, can be machined at the same time and contour.
  • the new machine tool thus uses the twin concept known from the area of lathes, according to which a large number of spindles are arranged next to one another in the same orientation and carry out identical machining processes on several workpieces synchronously with one another.
  • this twin concept is now being supplemented for the first time with a second row of twin spindles, so that a total of at least four spindles face each other in two parallel rows.
  • One of the rows of spindles can be used for clamping tools, the other for clamping workpieces.
  • the new use of at least four rotary spindles initially appears counterproductive in terms of cost-effective production due to the construction and parts involved and the corresponding costs.
  • the proposed arrangement of the spindles in two rows parallel to each other allows the control effort to be concentrated, both generally and when creating an individual production program, so that, as a result, considerable costs can be saved through increased productivity.
  • the arrangement of the spindles in two parallel rows enables a very precise and contour-accurate control of all spindles at the same time, surprisingly and contrary to all previously prevailing expectations, a large number of workpieces can be made in such an arrangement at the same time and with a uniformly high level Quality. As has been shown in practical tests, this also and especially applies to simultaneous milling of a large number of workpieces, each of which is clamped in the second row of spindles.
  • the first-time application of the twin concept described in more detail below achieves a significant increase in productivity.
  • the new concept enables the realization of high milling and turning performance in connection with a large number of automatically exchangeable tools.
  • the productivity of machine tools ⁇ focused solely on making the featuressyklen the machine as short as possible and activities, such as tool change time as parallel as possible to other machining operations, such as workpiece positioning to perform.
  • the present invention now supplements such measures by the possibility of machining several workpieces in one machine at the same time and with the same contour.
  • first and the second row of spindles can be moved relative to one another along at least two, preferably three, orthogonal linear axes.
  • the first and second row of spindles are each moved "as a whole" relative to one another.
  • a high and uniform positioning accuracy is achieved in a structurally simple manner when processing several workpieces in parallel.
  • the preferred movement along three orthogonal linear axes also makes it easier to manufacture complex workpieces at the same time and with the same contour.
  • the first row of spindles can be moved along the at least two (preferably three) orthogonal linear axes.
  • the spindles of the first row of spindles are arranged on a common traveling column which can be moved in the at least two orthogonal linear axes.
  • this configuration is particularly preferred in order to achieve the desired relative To achieve positioning of the first and second row of spindles with high accuracy and little effort.
  • This configuration also ensures that all spindles in the first row are moved synchronously with one another in the desired spatial directions.
  • only the traveling column has to be controlled centrally in order to achieve the desired synchronous movement of all the first spindles.
  • first and the second row of spindles can be pivoted relative to one another about a pivot axis lying parallel to the spatial axes (the rows of spindles).
  • only the second row of spindles can be pivoted about the pivot axis.
  • This embodiment has the advantage that a row of spindles, in this case the first row of spindles, is "freed" from a spatial movement.
  • the suspension and control of the separate spindle rows can thus be optimized for the respective degree of freedom of movement.
  • the accuracy and uniformity of the relative spindle movements can be increased especially in the new multi-spindle row arrangement.
  • installation space and material costs can be saved by reducing the drives required in each case.
  • the second row of spindles is designed as an exchangeable machine module.
  • This measure is particularly advantageous in order to upgrade or retrofit existing twin machines in the manner according to the invention.
  • production and development costs can be saved through a modular structure.
  • flexibility and range of uses of the machine will increase.
  • a further advantage is that the spindles of the second row can be removed in a simple manner in this way, for example in order to carry out heavy milling with the aid of the first spindles, which requires the workpieces to be rigidly clamped.
  • the spindles of the first row of spindles are designed as tool spindles for drilling, milling and / or turning the workpieces.
  • the spindles of the second row of spindles are designed as workpiece spindles for turning the workpieces.
  • the design of the mentioned spindles as tool or workpiece spindles for drilling, milling and turning machining means that the respective spindles must have the required speeds, torques and powers in order to achieve the mentioned
  • the spindles of the second row of spindles can be disconnected.
  • the clamping is preferably carried out with the aid of a clamping system, for example suitable clamping jaws, which engage the second spindles, so that the second spindles are fixed in a rotationally fixed position.
  • Disconnecting the second spindles i.e. fixing the second spindles in a rigid and rotationally fixed position in addition to simply stopping the second spindles increases their stability and positional accuracy, which is especially true when
  • Carrying out heavy milling work is an advantage. However, the quality of workpiece processing is also increased for lighter milling work.
  • the spindles have a rigid spacing from one another within each row of spindles.
  • Rigid in this context means that the spindles within each row of spindles can at most perform such (minor) movements relative to each other that lead to the Compensation for tool tolerances and / or temperature expansions are required.
  • the spindles are immovably connected to each other, whereby the simultaneous and contour-like machining of a large number of workpieces is facilitated and improved.
  • the spindles of each row of spindles are even connected absolutely rigidly in order to prevent relative deviations of the spindles within each row as far as possible.
  • the spindles of the first row of spindles are spaced apart from one another by the same relative distance as the spindles of the second row of spindles.
  • the spindles of the first and second row of spindles can be controlled in their basic traversing movements like "a large spindle". A relative movement that a pair of spindles executes from the first and second spindles applies equally and without further consideration also to the other pairs of spindles.
  • the new machine tool has a plurality of third spindles arranged in a row next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis, the second and third row of spindles being movable relative to one another in such a way that the third spindles workpieces directly from the second spindles can take over.
  • This embodiment of the invention is an advantageous further development of the new concept, by means of which a six-sided machining with the same contour is possible in a simple and efficient manner with a large number of workpieces.
  • the new machine tool has at least six spindles, which means an additional increase in parts and construction. The achievable productivity gains with a consistently high quality compensate for this considerable additional effort, however, as has been shown in practical tests by the applicant.
  • the new machine tool has a plurality of third spindles arranged in a row next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis, the first and third row of spindles being movable relative to one another in such a way that workpieces which are in the spindles of the one Spindle row are clamped, can be machined with tools that are clamped in the spindles of the other spindle row at the same time and contour.
  • the spindles of the third row of spindles are, as it were, "substitutes" for the spindles of the second row of spindles.
  • the first row of spindles can then optionally work together with the second or third row of spindles. This provides even greater flexibility.
  • the third row of spindles can cooperate with both the first and the second row of spindles.
  • partially machined workpieces can be transferred from the second to the third spindles and then finished with the help of the first spindles. This enables a particularly flexible and efficient automated production of workpieces.
  • the third spatial axis runs parallel to the spatial axes of the first and second row of spindles.
  • the third spatial axis can run perpendicularly or “obliquely” to the first and second spatial axes.
  • the travel paths of the second and third spindles can be minimized.
  • a corresponding machine can thus be implemented in a more compact and cost-effective manner.
  • a higher uniformity and accuracy in the interaction of the second and third spindles is achieved in this embodiment.
  • the new machine tool also has at least one fourth spindle, which can be moved relative to the third spindles in such a way that workpieces that are clamped in the third spindles with tools that are clamped in the at least one fourth spindle have the same contour as one another can be edited.
  • the new machine tool of this configuration even has a plurality of fourth spindles arranged next to one another, which form a fourth row of spindles along a fourth spatial axis, the fourth spatial axis running parallel to the third spatial axis.
  • the provision of a fourth spindle in the arrangement mentioned enables a fully automatic six-sided machining of a large number of workpieces in a simple and inexpensive manner. Since the sixth page generally requires fewer machining operations than the previously processed five pages, it is in principle also possible and preferred for some applications to provide only a single fourth spindle in the arrangement mentioned, which represents a particularly cost-effective implementation.
  • machining of the sixth side that is not conforming to the contour can be implemented in a simple manner. This is particularly advantageous, for example, if the sixth side of several partially machined workpieces is to be mirror-inverted or to be manufactured differently in some other way.
  • a fourth row of spindles with a large number of fourth spindles has the advantage that an optimum workpiece throughput is possible even with complex machining of the sixth side.
  • some of the machining operations that do not relate to the sixth side can be carried out in accordance with the invention with the aid of the third and fourth spindles, which enables the throughput of the new machine to be further optimized.
  • the third and fourth spatial axes run parallel to the spatial axes of the first and second row of spindles.
  • This configuration also leads to a minimization of travel paths and an increase in uniformity and accuracy. in the machining of workpieces.
  • the design and programming effort is reduced due to the consistent expansion of the new machine concept to three or four rows of spindles.
  • the at least one fourth row of spindles can be moved in at least two, preferably three, orthogonal linear axes relative to the third spindles.
  • the new machine tool has a machine part which is arranged in the region of the second and third row of spindles and which can be moved perpendicular to a plane spanned by the second and third spatial axes.
  • This design offers additional degrees of freedom in the processing of several workpieces at the same time and with the same contour, with comparatively little additional effort.
  • the further machine part is arranged in the area of the second and third row of spindles, diverse and flexible machining processes can be implemented in which workpieces are clamped either in the second or in the third or even in both rows of spindles.
  • the preferred arrangement of the further machine part also allows a structurally simple construction, for example with the help of a portal arranged in the area of the second and third row of spindles.
  • Preferred refinements of the aforementioned measure include that the machine part has a tool to machine workpieces, in particular to cut them off during the transfer from the second row of spindles to the third row of spindles.
  • the separation can advantageously be carried out by parting off or by a sawing process.
  • This configuration is particularly advantageous if the new machine tool is used for machining rod-shaped workpiece material, since in this case the first five sides of each material rod can be machined with the spindles of the first and second row of spindles.
  • the partially machined workpieces can then be separated from the material bar very efficiently and with high quality when the workpieces are transferred from the second to the third spindles.
  • the third spindles in connection with the at least one fourth spindle then enables all workpieces to be machined on all sides, the first and second spindles can already machine the next plurality of workpieces on five sides.
  • the machine part has a gripper in order to feed workpieces to the spindles of the second and / or third row of spindles.
  • material can also be supplied from another location, as explained below using the currently preferred exemplary embodiments.
  • the configuration described here has proven to be particularly simple, space-saving and therefore inexpensive, in particular re when workpieces are machined from a bar material.
  • the new machine tool has a machine bed which extends in a direction parallel to the first and second spatial axes beyond the second row of spindles and there has a multiplicity of workpiece clamping devices.
  • FIG. 2 shows the machine tool from FIG. 1 in an operating position that has been changed compared to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows the machine tool from FIGS. 1 and 2 in a further changed operating position
  • 4 shows another embodiment of the new machine tool in the form of a long bed machine
  • Fig. 5 shows another embodiment of the new machine tool with a total of four rows of spindles
  • Fig. 6 shows another embodiment of the new machine tool with four rows of spindles and a further machine part arranged on a portal.
  • an exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by reference number 10.
  • the machine tool 10 has two first spindles 12 and 14, and two second spindles 16 and 18, each in the same orientation.
  • the first spindles 12 and 14 are designed with regard to their performance parameters for use as tool spindles for drilling and / or milling machining of workpieces. They are also designed to hold stationary tools for turning, i.e. they lock them with the appropriate accuracy and stability.
  • the first spindles 12 and 14 are arranged alongside one another along a first spatial axis 20 and thus form a first spindle row in the sense of the present invention.
  • the machine tool 10 here has two first spindles 12, 14 and two second spindles 16, 18.
  • machine tools of the same or similar design can have three or more first spindles and a corresponding number of second spindles.
  • the present The invention is therefore not limited to the embodiment shown here, each with two spindles.
  • the first spindles 12, 14 are arranged here on a common traveling column 22 which (together with the first spindles 12, 14) can be moved along the three orthogonal linear axes x, y, z.
  • the first spindles 12, 14 can thus be moved synchronously with one another in the three spatial directions mentioned.
  • each first spindle 12, 14 is capable of rotating movement about its respective spindle axis 24, which is indicated by the arrows 26, 28.
  • the rotary movements 26, 28 are designed to carry out drilling and / or milling work on workpieces.
  • the first spindles 12, 14 are arranged here on the traveling column 22 with a rigid relative distance D from one another.
  • the first spindles 12, 14 cannot move relative to one another, ie they are completely rigidly coupled to one another.
  • the relative travel of the first two spindles 12, 14 to one another is, however, advantageously limited to the compensation of the influences mentioned, ie the travel paths are very small relative to the travel paths of the traveling column 22.
  • the two second spindles 16, 18 are also capable of rotating their respective spindle axes 30, as indicated by the arrows 32, 34. About that In addition, the two second spindles 16, 18 are arranged on a common carrier 36 and rigidly coupled to one another via this. The two second spindles 16, 18 are therefore also next to one another in series, specifically along a second spatial axis 37, which here runs parallel to the first spatial axis 20. In addition, the relative distance between the two second spindles 16, 18, ie the distance between the two spindle axes 30, here is equal to the relative distance D between the first spindles 12, 14.
  • the first spindles 12, 14 are arranged vertically on the traveling column 22 here.
  • the two second spindles 16, 18 are shown in a horizontal position in FIG. 1.
  • the two second spindles 16, 18 can be pivoted about an axis 38, which is represented by an arrow 40.
  • the axis 38 lies parallel to the first spatial axis 20 and the second spatial axis 37.
  • the carrier 36 is provided with a corresponding pivot drive and is rigid as a whole together with the coupled spindles 16, 18 pivoted.
  • FIG. 2 shows an operational position of the machine tool 10, in which the second spindles 16, 18 are pivoted 45 ° upwards in the direction of the first spindles 12, 14.
  • FIG. 3 shows an operating position in which the second spindles 16, 18 are pivoted vertically upwards and thus face the first spindles 12, 14 "eye to eye”.
  • a swivel angle of up to 120 ° or 130 ° has proven to be advantageous. With With such a swivel angle sufficiently exceeding the right angle, all machining operations that are required for complete five-sided machining can be easily implemented.
  • the second spindles 16, 18 are designed here as workpiece spindles, which enable the clamping of workpieces to be turned.
  • the corresponding turning tools are then clamped in the first spindles 12, 14.
  • spindles 16, 18 are stationary, milling operations can be carried out with the aid of the first spindles 12, 14.
  • the second spindles 16, 18 can be disconnected, i.e. in addition to an electrical shutdown, can still be locked mechanically in a rotationally fixed position. This can be done for example by suitable
  • the machine bed of the machine tool 10 is designated by the reference number 42.
  • the machine bed 42 carries both the traveling column 22 with the first spindles 12, 14 and the carrier 36 with the second spindles 16, 18.
  • the spindles of the first and second row of spindles work with it a common work space 44.
  • Reference number 46 denotes a control cabinet in which a common control unit (NC control and PLC) for all spindles 12, 14, 16, 18 and all other drives is arranged.
  • NC control and PLC common control unit
  • the use of a common control unit for all spindles 12, 14, 16, 18 contributes particularly advantageously to the cost reduction, since basically a uniform control program can be used for the movement of all synchronously operating spindles.
  • a second exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 50.
  • the machine tool 50 is designed as a long bed machine, ie the machine bed 42 extends in the x direction, ie here parallel to the first and second spatial axes 20, 37 and thus also parallel to the pivot axis 38, via the carrier 36 second spindles 16, 18 also.
  • Extended guide rails 52 for the traveling column 22 are arranged in the extended machine bed 42, so that the traveling column 22 can be moved laterally with the first row of spindles beyond the area of the second row of spindles.
  • a splash guard 54 in which any workpiece carrier can be arranged, such as a carrier 56 which can be pivoted about the axis 38 and on which two workpiece clamping devices 58 are arranged.
  • the workpiece clamping devices 58 serve to receive pre-machined workpieces after they have been removed from the second Spindles 16, 18 were removed. The sixth side of these workpieces can then be machined using the first spindles 12, 14. During this time, the second spindles 16, 18 can be equipped with new workpiece blanks.
  • the construction of the machine tool 50 corresponds to the construction of the machine tool 10 from FIGS. 1 to 3.
  • a further exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 70.
  • the machine tool 70 is further developed from the machine tool 10 of FIGS. 1 to 3 in that a second, largely structurally identical machine tool 10 'has been rotated 180 ° before the first machine tool 10.
  • the part of the new machine tool 70 on the right in FIG. 5 corresponds to the machine tool 10 from FIGS. 1 to 3.
  • the carrier 36 with the second row of spindles rotates through 180 ° (or more) about the axis 38 is pivotable. This makes it possible to bring the second spindles 16-18 from a machining position in which they point into the working area 44 of the first spindles 12, 14 to a workpiece transfer position in which they point to the second machine half 10 '.
  • the second machine half 10 has two third spindles 72, 74 and two fourth spindles 76, 78.
  • the third spindles 72, 74 are arranged along a third spatial axis 80 and form a third row of spindles.
  • the relative distance between the third spindles 72, 74 is rigid and corresponds to that relative distance D of the first and second spindles 12, 14 and 16, 18.
  • the third spindles 72, 74 are arranged in the same way as the second spindles 16, 18 in a carrier 82 which can be pivoted about a parallel to the third spatial axis 80. They can be pivoted together with the carrier 82 about the axis 80 by a pivoting angle of at least 180 °.
  • the fourth spindles 76, 78 like the first spindles 12, 14, are arranged next to one another on a common traveling column 22 ′ and form a fourth row of spindles along a fourth spatial axis 84.
  • the relative distance between the fourth spindles 76, 78 is also D.
  • the new machine tool has only four te spindle on the traveling column 22 '. With the aid of this fourth spindle, it is then possible to process the workpieces clamped in the third spindles 72, 74 in a manner that is identical, but no longer simultaneous. Furthermore, the workpieces can also be machined in a non-contoured manner with the aid of the fourth spindle.
  • a further exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 90.
  • the machine tool 90 is a further development of the machine tool 70 shown in FIG. 5. Like the machine tool 70, it has two machine halves 10, 10 'with a total of four rows of spindles which extend parallel to one another, the second and third row of spindles being pivotable to one another in a workpiece transfer position are.
  • a portal 94 is arranged here in the area of the workpiece transfer position 92, which spans the two machine halves 10, 10 'in the x direction.
  • a machine part 96 is movably arranged on the portal 94. In this exemplary embodiment, the machine part 96 can be moved both in the z direction and in the x direction.
  • machine part 96 includes a tool 98 for parting or sawing off workpieces during the transfer from the second row of spindles to the third row of spindles.
  • the tool 98 can also include a gripper in order to insert workpieces in the region of the transfer position 92 into the second (or third) spindles from above.
  • workpieces in particular rod-shaped workpiece material, can also be moved in or out from the front or from the rear, ie from one of the transfer positions 92 facing away from the machine, the second (and possibly third) spindles.
  • the spindles of each row of spindles execute practically identical movements.
  • a large number of workpieces can be produced in the same time and with the same contour.
  • the new machine concept is shown in preferred exemplary embodiments in which the first (and possibly fourth) row of spindles is arranged vertically and with the help of the traveling column 22 carries out travel movements along three orthogonal linear axes.
  • the second (and possibly third) row of spindles are parallel and can be pivoted about a pivot axis which is also parallel.
  • the relative mobility of the above-mentioned spindle rows can also be achieved with other degrees of flexibility.
  • the first and fourth row of spindles can be arranged horizontally, while the second and third row of spindles are arranged vertically standing or hanging in their starting position. Differing spatial positions and distribution of the degrees of freedom with regard to the movements are also possible in principle within the scope of the present invention.

Abstract

A machine tool (10) for machining workpieces comprises a multitude of first spindles (12, 14), which are arranged in a row, are fixed or can synchronously move together, and which form a spindle row. The machine tool also has a multitude of second spindles (16, 18), which are arranged next to one another in a row, are also fixed or can synchronously move together, and which form a second spindle row. The first and second spindle row extend along two spatial axes (20, 37) that are parallel to one another. In addition, the first and second spindle row can be displaced relative to one another whereby enabling workpieces, which are fixed in the spindles of one spindle row, to be machined in a manner that is synchronous and with the same contour by using tools that are fixed in the spindles of the other spindle row.

Description

WERKZEUGMASCHINE MIT ZWEI PARALLELEN RELATIV ZUEINANDER VERFAHRBAREN SPINDELREIHEN MACHINE TOOL WITH TWO PARALLELS RELATIVELY TRAVELING SPINDLE ROWS
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken. Sie betrifft insbesondere sogenannte BearbeitungsZentren, d.h. Werkzeugmaschinen, die ein Werkstück in einer Aufspannung mit verschiedenen, automatisch gewechselten Werkseugen bearbeiten können.The present invention relates to a machine tool for machining workpieces. It particularly affects so-called machining centers, i.e. Machine tools that can machine a workpiece in one setup with various, automatically changed tools.
Eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine ist beispielsweise aus der DE 196 35 258 Cl bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Werkzeugmaschine, die besonders für die Bearbeitung von stangenför- migem Werkstückmaterial ausgelegt ist. Die bekannte Werkzeugmaschine besitzt eine vertikal an einem Fahrständer angeordnete Werkzeugspindel, in die Werkzeuge zur Bearbeitung des Stangen- för igen Werkstückmaterials eingespannt werden. Mit Hilfe des Fahrständers ist die Werkzeugspindel in drei zueinander orthogonalen Raumrichtungen (x-Achse, y-Achse und z-Achse) verfahrbar. Unterhalb der Werkzeugspindel ist eine um eine Horizontalachse verschwenkbare Werkstüσkspindel angeordnet, in die eine Werkstückstange eingespannt werden kann. In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Werkstückspindel so ausgelegt, dass sie eine eingespannte Werkstückstange mit einer für eine Drehbearbeitung ausreichenden Drehgeschwindigkeit antreiben kann. Mit Hilfe dieser speziellen Ausbildung können Werkstücke aus dem Stangenmaterial in flexiblen Arbeitsvorgängen hergestellt werden.A generic machine tool is known for example from DE 196 35 258 Cl. This is a machine tool that is especially designed for the machining of bar-shaped workpiece material. The known machine tool has a tool spindle arranged vertically on a traveling column, into which tools for machining the bar for the workpiece material. With the help of the traveling column, the tool spindle can be moved in three orthogonal spatial directions (x-axis, y-axis and z-axis). A workpiece spindle, which can be pivoted about a horizontal axis and into which a workpiece rod can be clamped, is arranged below the tool spindle. In an advantageous exemplary embodiment, the workpiece spindle is designed in such a way that it can drive a clamped workpiece rod at a rotational speed sufficient for turning. With the help of this special training, workpieces can be produced from the bar material in flexible work processes.
Aus der DE 43 16 166 AI ist eine Werkzeugmaschine mit zwei vertikalen Drehspindeln bekannt, wobei eine erste, hängende (nach unten weisende) Spindel an einem Schlitten horizontal verfahrbar ist, während die zweite Spindel stehend (nach oben weisend) und ortsfest angeordnet ist. Des Weiteren ist zu jeder Spindel ein Werkzeugträger vorgesehen. Ein zu bearbeitendes Werkstück kann in dieser bekannten Werkzeugmaschine von einer Spindel zur nächsten übergeben werden, was eine automatisierte Bearbeitung des Werkstücks von mehreren Seiten her ermöglicht.From DE 43 16 166 AI a machine tool with two vertical spindles is known, wherein a first, hanging (downward) spindle on a slide can be moved horizontally, while the second spindle is arranged standing (upward) and stationary. A tool holder is also provided for each spindle. A workpiece to be machined can be transferred from one spindle to the next in this known machine tool, which enables automated machining of the workpiece from several sides.
Weitere mβhrspindelige Drehmaschinen sind beispielsweise aus DE 36 26 324 Äl , DE 33 20 940 AI oder DE 35 14 069 AI bekannt.Further multi-spindle lathes are known for example from DE 36 26 324 Äl, DE 33 20 940 AI or DE 35 14 069 AI.
Aus einem Prospekt der Firma EMAG Maschinenfabrik GmbH, 73084 Salach, Deutschland, ist ein BearbeitungsZentrum unter der Typenbezeiσhnung HVSC 400 MT bekannt, das sowohl eine vertikal angeordnete, um eine Horizontalachse verschwenkbare Werkstückspindel als auch eine horizontal angeordnete Werkzeugspindel aufweist. Mit dieser bekannten Maschine können Werkstücke sowohl durch Drehen als auch durch Fräsen und Bohren bearbeitet werden.From a brochure of the company EMAG Maschinenfabrik GmbH, 73084 Salach, Germany, a machining center with the type designation HVSC 400 MT is known, which has both a vertically arranged workpiece spindle that can be pivoted about a horizontal axis and a horizontally arranged tool spindle having. With this known machine, workpieces can be machined both by turning and by milling and drilling.
Des Weiteren sind von verschiedenen Herstellern Drehmaschinen oder sogenannte Drehzentren bekannt, bei denen zwei parallel angeordnete Werkstückspindeln synchron zueinander zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeiten. Derartige Konzepte werden in der Fachsprache häufig unter der Bezeichnung "Twin" geführt. Verwiesen sei hier beispielsweise auf Maschinen des Typs VSC 160 Twin der Firma EMAG.Furthermore, lathes or so-called turning centers are known from various manufacturers, in which two workpiece spindles arranged in parallel machine two workpieces simultaneously. Such concepts are often referred to in technical jargon as "twin". Reference is made here, for example, to machines of the VSC 160 Twin type from EMAG.
Die zahlreichen und vielfältigen bekannten Maschinenkonzepte verfolgen in aller Regel das gemeinsame Ziel, Werkstücke mit möglichst hoher Qualität kostengünstig und möglichst flexibel zu fertigen. Damit stellt sich für den Maschinenkonstrukteur die Aufgabe, Maschinenkonzepte zu entwickeln, die diese, teilweise gegensätzlichen Anforderungen möglichst gut erfüllen. In der Praxis führt der Wunsch nach Flexibilität zu Maschinen, die möglichst viele Bearbeitungsvorgänge variabel ausführen können. Hierfür ist es wünschenswert, die Werkzeugmaschinen mit möglichst vielen Freiheitsgraden in Bezug auf Verfahrrichtungen, Schwenkbewegungen und andere Bewegungen auszurüsten. ielfältige bewegliche Achsen sind andererseits aufwendig zu realisieren, was die Kosten der Maschine und in Folge davon auch die Werkstückkosten erhöht. Darüber hinaus bergen bewegliche Maschinenteile grundsätzlich die Gefahr von Fertigungsungenauig- keiten auf Grund von Bewegungstoleranzen, Verschleiß u.a.The numerous and varied known machine concepts generally pursue the common goal of producing workpieces with the highest possible quality at low cost and as flexibly as possible. This means that the machine designer has the task of developing machine concepts that meet these, sometimes conflicting, requirements as well as possible. In practice, the desire for flexibility leads to machines that can perform as many machining operations as possible. For this purpose, it is desirable to equip the machine tools with as many degrees of freedom as possible with regard to travel directions, swivel movements and other movements. A variety of movable axes are, on the other hand, difficult to implement, which increases the costs of the machine and consequently the workpiece costs. In addition, moving machine parts always harbor the risk of manufacturing inaccuracies due to movement tolerances, wear, etc.
Wenngleich unter den zahlreichen bislang bekannten Maschinenkonzepten viele sind, die eine kostengünstige, flexible und/oder hochgenaue Fertigung ermöglichen, besteht weiterhin der Wunsch, die teilweise gegensätzlichen Anforderungen noch besser zu erfüllen. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Konzept für eine Werkzeugmaschine anzugeben, mit der sich verschiedene Werkstücke besonders kostengünstig, jedoch mit hoher Qualität (Fertigungsgenauigkeit) herstellen lassen.Even though there are many machine concepts known to date that are inexpensive and flexible and / or enable high-precision production, there is still a desire to meet the sometimes conflicting requirements even better. Against this background, it is an object of the present invention to provide an alternative concept for a machine tool, with which various workpieces can be produced particularly inexpensively, but with high quality (manufacturing accuracy).
Diese Aufgabe wird hier durch eine Werkzeugmaschine gelöst, mit einer Vielzahl von ersten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine erste Spindelreihe bilden, und einer Vielzahl von zweiten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine zweite Spindelreihe bilden, wobei sich die erste und die zweite Spindelreihe entlang von zwei zueinander parallelen ersten und zweiten Raumachsen erstrecken, und wobei die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können. Die neue Werkzeugmaschine nutzt damit das aus dem Bereich Drehmaschinen bekannte Twin-Konzept, wonach eine Vielzahl von Spindeln in gleicher Ausrichtung nebeneinander angeordnet ist und synchron zueinander identische Bearbeitungsvorgänge an mehreren Werkstücken ausführt. Dieses Twin-Konzept wird hier jedoch nun erstmals um eine zweite Twin-Spindelreihe ergänzt, so dass sich insgesamt zumindest vier Spindeln in zwei parallelen Reihen gegenüberstehen. Eine der Spindelreihen kann zum Einspannen von Werkzeugen, die andere zum Einspannen von Werkstücken verwendet werden. Damit wird das von reinen Drehmaschinen bekannte Twin- Konzept um die Möglichkeit erweitert, auch Bohr- und Fräsvorgänge zeit- und konturgleich zueinander an mehreren Werkstücken ausführen zu können.This object is achieved here by a machine tool, with a plurality of first spindles arranged in a row next to one another, which are arranged rigidly or can be moved synchronously with one another and form a first row of spindles, and a plurality of second spindles arranged in a row next to one another, which are arranged rigidly or synchronously are movable with one another and form a second row of spindles, the first and second row of spindles extending along two mutually parallel first and second spatial axes, and the first and second row of spindles being movable relative to one another in such a way that workpieces which are in the spindles of the one spindle row are clamped, with tools that are clamped in the spindles of the other spindle row, can be machined at the same time and contour. The new machine tool thus uses the twin concept known from the area of lathes, according to which a large number of spindles are arranged next to one another in the same orientation and carry out identical machining processes on several workpieces synchronously with one another. However, this twin concept is now being supplemented for the first time with a second row of twin spindles, so that a total of at least four spindles face each other in two parallel rows. One of the rows of spindles can be used for clamping tools, the other for clamping workpieces. This extends the twin concept known from pure lathes by the possibility of being able to carry out drilling and milling operations on several workpieces at the same time and with the same contour.
Die neue Verwendung von zumindest vier drehangetriebenen Spindeln erscheint auf Grund des damit verbundenen Konstruktionsund Teileaufwandes und der entsprechenden Kosten zunächst einmal kontraproduktiv im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Spindeln in zwei zueinander parallelen Reihen lässt sich jedoch der Steuerungsaufwand, und zwar sowohl generell als auch bei der Erstellung eines individuellen Fertigungsprogramms, konzentrieren, so dass im Ergebnis erhebliche Kosten durch erhöhte Produktivität eingespart werden können. Zudem ist die Produktivitätssteigerung bei überraschend hoher Qualität und Gleichmäßigkeit der gefertigten Werkstücke möglich. Die Anordnung der Spindeln in zwei zueinander parallelen Reihen ermöglicht nämlich eine sehr exakte und konturgenaue Steuerung aller Spindeln gleichzeitig, überraschenderweise und entgegen aller bisher vorherherrschenden Erwartungen kann in einer solchen Anordnung somit eine Vielzahl von Werkstücken zeitgleich und mit gleichmäßig hoher Qualität gefertigt werden. Dies gilt, wie sich bei praktischen Versuchen gezeigt hat, auch und gerade für eine zeitgleiche Fräsbearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken, die jeweils für sich in den Spindeln der zweiten Reihe eingespannt sind.The new use of at least four rotary spindles initially appears counterproductive in terms of cost-effective production due to the construction and parts involved and the corresponding costs. The proposed arrangement of the spindles in two rows parallel to each other, however, allows the control effort to be concentrated, both generally and when creating an individual production program, so that, as a result, considerable costs can be saved through increased productivity. In addition, it is possible to increase productivity with surprisingly high quality and uniformity of the manufactured workpieces. The arrangement of the spindles in two parallel rows enables a very precise and contour-accurate control of all spindles at the same time, surprisingly and contrary to all previously prevailing expectations, a large number of workpieces can be made in such an arrangement at the same time and with a uniformly high level Quality. As has been shown in practical tests, this also and especially applies to simultaneous milling of a large number of workpieces, each of which is clamped in the second row of spindles.
Durch die Möglichkeit, die Vielzahl der Werkstücke in jeweils einer Aufspannung mit verschiedenen Werkzeugen und Bearbeitungsvorgängen bearbeiten zu können, lässt sich zudem eine sehr hohe Qualität erreichen, da Toleranzen beim Umspannen der Werkstücke, wie dies bei einer Vielzahl der eingangs angegebenen Werkzeugmaschinen erforderlich ist, auf ein Minimum reduziert werden.The possibility of being able to machine the large number of workpieces in a single clamping with different tools and machining processes also enables a very high quality to be achieved, since tolerances when reclamping the workpieces, as is required for a large number of the machine tools specified at the outset be reduced to a minimum.
Im Vergleich zu bislang bekannten BearbeitungsZentren, die sowohl Dreh- als auch Fräs- und Bohrbearbeitungen durchführen, wird durch die nachfolgend noch näher beschrieben, erstmalige Anwendung des Twin-Konzepts ein erheblicher ProduktivitätsZuwachs erreicht. Das neue Konzept ermöglicht die Realisierung hoher Fräs- und Drehleistungen in Verbindung mit einer großen Anzahl automatisch einwechselbarer Werkzeuge. Bisherige Anstrengungen, die Produktivität von Werkzeugmaschinen zu erhöhen^ konzentrierten sich allein darauf, die Bearbeitungssyklen der Maschine möglichst kurz zu gestalten und Tätigkeiten, wie beispielsweise Werkzeugwechsel, möglichst zeitparallel zu anderen Bearbeitungsvorgängen, wie Werkstückpositionierung, durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ergänzt solche Maßnahmen nun durch die Möglichkeit einer zeit- und konturgleichen Bearbeitung von mehreren Werkstücken in einer Maschine.Compared to previously known machining centers, which carry out both turning, milling and drilling operations, the first-time application of the twin concept described in more detail below achieves a significant increase in productivity. The new concept enables the realization of high milling and turning performance in connection with a large number of automatically exchangeable tools. To increase efforts to date, the productivity of machine tools ^ focused solely on making the Bearbeitungssyklen the machine as short as possible and activities, such as tool change time as parallel as possible to other machining operations, such as workpiece positioning to perform. The present invention now supplements such measures by the possibility of machining several workpieces in one machine at the same time and with the same contour.
Insgesamt hat sich gezeigt, dass mit dem neuen Maschinenkonzept eine Vielzahl von Werkstücken mit kurzen Durchlaufzeiten und gleichzeitig hohen Qualitätsanforderungen gefertigt werden können. Die genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.Overall, it has been shown that the new machine concept enables a large number of workpieces with short throughput times and high quality requirements can be manufactured at the same time. The stated task is therefore completely solved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander entlang von zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In a preferred embodiment, the first and the second row of spindles can be moved relative to one another along at least two, preferably three, orthogonal linear axes.
In dieser Ausgestaltung werden die erste und zweite Spindelreihe jeweils "als Ganzes" relativ zueinander verfahren. Dadurch wird auf konstruktiv einfache Weise eine hohe und gleichmäßige Positioniergenauigkeit bei der parallelen Bearbeitung von mehreren Werkstücken erreicht. Die bevorzugte Bewegung entlang von drei orthogonalen Linearachsen erleichtert zudem die zeit- und konturgleiche Fertigung von komplexen Werkstücken.In this embodiment, the first and second row of spindles are each moved "as a whole" relative to one another. As a result, a high and uniform positioning accuracy is achieved in a structurally simple manner when processing several workpieces in parallel. The preferred movement along three orthogonal linear axes also makes it easier to manufacture complex workpieces at the same time and with the same contour.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Spindelreihe entlang der zumindest zwei (bevorzugt drei) orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In a further embodiment, the first row of spindles can be moved along the at least two (preferably three) orthogonal linear axes.
Diese Maßnahme vereinfacht die Konstruktion und die Programmierung der Maschine, da es für die gewünschte relative Positionierung der beiden Spindelreihen hiernach genügt,- nur die erste Spindelreihe zu verfahren. Die zweite Spindelreihe kann dementsprechend ortsfest sein.This measure simplifies the design and programming of the machine, since it is sufficient for the desired relative positioning of the two rows of spindles to - only move the first row of spindles. The second row of spindles can accordingly be stationary.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe an einem gemeinsamen Fahrständer angeordnet, der in den zumindest zwei orthogonalen Linearachsen verfahrbar ist.In a further embodiment, the spindles of the first row of spindles are arranged on a common traveling column which can be moved in the at least two orthogonal linear axes.
Diese Ausgestaltung ist nach den praktischen Versuchen der Anmelderin besonders bevorzugt, um die erwünschte relative Positionierung der ersten und zweiten Spindelreihe mit hoher Genauigkeit und geringem Aufwand zu erreichen. Zudem ist in dieser Ausgestaltung gewährleistet, dass sämtliche Spindeln der ersten Reihe synchron zueinander in den gewünschten Raumrichtungen verfahren werden. In programmiertechnischer Hinsicht muss hier nur der Fahrständer zentral angesteuert werden, um die gewünschte synchrone Verfahrbewegung aller ersten Spindeln zu erreichen.According to the applicant's practical tests, this configuration is particularly preferred in order to achieve the desired relative To achieve positioning of the first and second row of spindles with high accuracy and little effort. This configuration also ensures that all spindles in the first row are moved synchronously with one another in the desired spatial directions. In terms of programming technology, only the traveling column has to be controlled centrally in order to achieve the desired synchronous movement of all the first spindles.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spindelreihe um eine parallel zu den Raumachsen (der Spindelreihen) liegende Schwenkachse relativ zueinander verschwenkbar.In a further embodiment, the first and the second row of spindles can be pivoted relative to one another about a pivot axis lying parallel to the spatial axes (the rows of spindles).
Durch diese Ausgestaltung wird auf einfache Weise ein weiterer Freiheitsgrad für die flexible Bearbeitung von Werkstücken erreicht. Zudem wird durch das relative Verschwenken der Spindelreihen "als Ganzes" wiederum die Gleichmäßigkeit aller Spindelbewegungen verbessert.With this configuration, a further degree of freedom for the flexible machining of workpieces is achieved in a simple manner. In addition, the relative swiveling of the spindle rows "as a whole" in turn improves the uniformity of all spindle movements.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme ist nur die zweite Spindelreihe um die Schwenkachse verschwenkbar.In a further embodiment of the measure mentioned above, only the second row of spindles can be pivoted about the pivot axis.
Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass eine Spindelreihe, in diesem Fall die erste Spindelreihe, von einer Raumbewegung "befreit" wird. Die Aufhängung und Ansteuerung der getrennten Spindelreihen kann damit auf den jeweiligen Bewegungsfreiheitsgrad optimiert werden. Die Genauigkeit und Gleichmäßigkeit der relativen Spindelbewegungen lässt sich damit gerade in der neuen mehrspindeligen Reihenanordnung steigern. Darüber hinaus können durch die Reduktion der jeweils erforderlichen Antriebe Bauraum und Materialkosten eingespart werden.This embodiment has the advantage that a row of spindles, in this case the first row of spindles, is "freed" from a spatial movement. The suspension and control of the separate spindle rows can thus be optimized for the respective degree of freedom of movement. The accuracy and uniformity of the relative spindle movements can be increased especially in the new multi-spindle row arrangement. In addition, installation space and material costs can be saved by reducing the drives required in each case.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die zweite Spindelreihe als austauschbares Maschinenmodul ausgebildet.In a further embodiment, the second row of spindles is designed as an exchangeable machine module.
Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, um bestehende Twin- Maschinen in der erfindungsgemäßen Weise auf- oder umzurüsten. Darüber hinaus lassen sich durch einen modulartigen Aufbau Produktions- und Entwicklungskosten einsparen. Außerdem wird die Flexibilität und das Einsatzspektrum der Maschine vergrößern. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Spindeln der zweiten Reihe hierdurch auf einfache Weise entfernt werden können, um beispielsweise mit Hilfe der ersten Spindeln eine schwere Fräsbearbeitung durchzuführen, die eine starre Einspannung der Werkstücke erfordert.This measure is particularly advantageous in order to upgrade or retrofit existing twin machines in the manner according to the invention. In addition, production and development costs can be saved through a modular structure. In addition, the flexibility and range of uses of the machine will increase. A further advantage is that the spindles of the second row can be removed in a simple manner in this way, for example in order to carry out heavy milling with the aid of the first spindles, which requires the workpieces to be rigidly clamped.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe als Werkzeugspindeln für eine Bohr-, Fräs- und/oder Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet.In a further embodiment, the spindles of the first row of spindles are designed as tool spindles for drilling, milling and / or turning the workpieces.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Spindeln der zweiten Spindelreihe als Werkstückspindeln für eine Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet sind.Furthermore, it is preferred if the spindles of the second row of spindles are designed as workpiece spindles for turning the workpieces.
Die Ausbildung der genannten Spindeln als Werkzeug- bzw. Werkstückspindeln für Bohr-, Fräs- und Drehbearbeitung beinhaltet, dass die jeweiligen Spindeln die erforderlichen Drehzahlen, Drehmomente und Leistungen aufbringen müssen, um die genanntenThe design of the mentioned spindles as tool or workpiece spindles for drilling, milling and turning machining means that the respective spindles must have the required speeds, torques and powers in order to achieve the mentioned
Bearbeitungsvorgänge zu ermöglichen. Grundsätzlich ist es denkbar, alle verwendeten Spindeln in gleicher Weise auf das jewei- lige Maximalerfordernis auszulegen. Damit wäre es möglich, Werkstücke und Werkzeuge wahlweise in jeder der Spindeln einzusetzen. Der hierdurch erreichbare Vorteil ist jedoch relativ gering im Vergleich zu den erhöhten Kosten, die sich daraus ergeben, dass die Spindeln der einen Reihe damit im Einzelfall überdimensioniert sind. , Durch die genannte Aufgabenverteilung der Spindeln lässt sich eine vorteilhafte Kostenreduktion erreichen. Darüber hinaus kann auch die Programmierung der Maschine und damit der Aufwand für deren Betrieb vereinfacht bzw. reduziert werden.Enable editing operations. In principle, it is conceivable to adjust all the spindles used in the same way to the respective current maximum requirement. This would make it possible to use workpieces and tools optionally in each of the spindles. However, the advantage that can be achieved in this way is relatively small compared to the increased costs that result from the fact that the spindles of the one row are thus oversized in individual cases. An advantageous cost reduction can be achieved through the above-mentioned task distribution of the spindles. In addition, the programming of the machine and thus the effort for its operation can be simplified or reduced.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der zweiten Spindelreihe abklemmbar. Bevorzugt erfolgt das Abklemmen mit Hilfe eines Spannsystems , beispielsweise geeigneten Spannbacken, die an den zweiten Spindeln angreifen, so dass die zweiten Spindeln in einer drehfesten Position fixiert werden.In a further embodiment, the spindles of the second row of spindles can be disconnected. The clamping is preferably carried out with the aid of a clamping system, for example suitable clamping jaws, which engage the second spindles, so that the second spindles are fixed in a rotationally fixed position.
Das Abklemmen der zweiten Spindeln, d.h. das Fixieren der zweiten Spindeln in einer starren und drehfesten Position in Ergänzung zu einem reinen Stillsetzen der zweiten Spindeln, erhöht deren Stabilität und Positionsgenauigkeit, was vor allem beimDisconnecting the second spindles, i.e. fixing the second spindles in a rigid and rotationally fixed position in addition to simply stopping the second spindles increases their stability and positional accuracy, which is especially true when
Durchführen von schweren Fräsarbeiten von Vorteil ist. Die Qualität der Werkstückbearbeitung wird jedoch auch bei leichteren Fräsarbeiten gesteigert.Carrying out heavy milling work is an advantage. However, the quality of workpiece processing is also increased for lighter milling work.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Spindeln innerhalb jeder Spindelreihe einen starren Abstand voneinander auf.In a further embodiment, the spindles have a rigid spacing from one another within each row of spindles.
"Starr" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Spindeln innerhalb jeder Spindelreihe relativ zueinander allenfalls solche (geringen) Verfahrbewegungen ausführen können, die zum Ausgleich von Werkzeugtoleranzen und/oder Temperaturausdehnungen erforderlich sind. Im Übrigen sind die Spindeln jedoch unbeweglich miteinander verbunden, wodurch die zeit- und konturgleiche Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken erleichtert und verbessert wird. In dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anmelderin sind die Spindeln jeder Spindelreihe sogar absolut starr miteinander verbunden, um relative Abweichungen der Spindeln innerhalb jeder Reihe so weit wie möglich zu unterbinden."Rigid" in this context means that the spindles within each row of spindles can at most perform such (minor) movements relative to each other that lead to the Compensation for tool tolerances and / or temperature expansions are required. Incidentally, the spindles are immovably connected to each other, whereby the simultaneous and contour-like machining of a large number of workpieces is facilitated and improved. In the currently preferred embodiment of the applicant, the spindles of each row of spindles are even connected absolutely rigidly in order to prevent relative deviations of the spindles within each row as far as possible.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe mit demselben relativen Abstand voneinander beabstandet wie die Spindeln der zweiten Spindelreihe.In a further embodiment, the spindles of the first row of spindles are spaced apart from one another by the same relative distance as the spindles of the second row of spindles.
Durch diese Ausgestaltung vereinfacht sich der Konstruktionsund Steuerungsaufwand der neuen Werkzeugmaschine noch weiter. Die Spindeln der ersten und zweiten Spindelreihe können in ihren grundsätzlichen Verfahrbewegungen wie "eine große Spindel" angesteuert werden. Eine relative Bewegung, die ein Spindelpaar aus erster und zweiter Spindel ausführt, gilt gleichermaßen und ohne weitere Betrachtungen auch für die übrigen Spindelpaare.This design simplifies the construction and control effort of the new machine tool even further. The spindles of the first and second row of spindles can be controlled in their basic traversing movements like "a large spindle". A relative movement that a pair of spindles executes from the first and second spindles applies equally and without further consideration also to the other pairs of spindles.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse bilden, wobei die zweite und dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass die dritten Spindeln Werkstücke von den zweiten Spindeln unmittelbar übernehmen können. Diese Ausgestaltung der Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung des neuen Konzepts, durch die auf einfache und effiziente Weise eine konturgleiche Sechs-Seiten-Bearbeitung bei einer Vielzahl von Werkstücken möglich ist. Die neue Werkzeugmaschine besitzt hiernach zwar zumindest sechs Spindeln, was einen nochmals erhöhten Teile- und Konstruktionsaufwand bedeutet. Die erreichbaren Produktivitätsgewinne bei gleichmäßig hoher Qualität kompensieren diesen erheblichen Zusatzaufwand jedoch, wie sich in praktischen Versuchen der Anmelderin gezeigt hat.In a further embodiment, the new machine tool has a plurality of third spindles arranged in a row next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis, the second and third row of spindles being movable relative to one another in such a way that the third spindles workpieces directly from the second spindles can take over. This embodiment of the invention is an advantageous further development of the new concept, by means of which a six-sided machining with the same contour is possible in a simple and efficient manner with a large number of workpieces. According to this, the new machine tool has at least six spindles, which means an additional increase in parts and construction. The achievable productivity gains with a consistently high quality compensate for this considerable additional effort, however, as has been shown in practical tests by the applicant.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse bilden, wobei die erste und die dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können.In a further embodiment, the new machine tool has a plurality of third spindles arranged in a row next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis, the first and third row of spindles being movable relative to one another in such a way that workpieces which are in the spindles of the one Spindle row are clamped, can be machined with tools that are clamped in the spindles of the other spindle row at the same time and contour.
In dieser Ausgestaltung treten die Spindeln der dritten Spindelreihe gewissermaßen als „Ersatz" zu den Spindeln der zweiten Spindelreihe hinzu. Die erste Spindelreihe kann dann wahlweise mit der zweiten oder der dritten Spindelreihe zusammenarbeiten. Hierdurch wird eine noch größere Flexibilität erreicht.In this embodiment, the spindles of the third row of spindles are, as it were, "substitutes" for the spindles of the second row of spindles. The first row of spindles can then optionally work together with the second or third row of spindles. This provides even greater flexibility.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die dritte Spindelreihe sowohl mit der ersten als auch der zweiten Spindelreihe kooperieren kann. In diesem Fall können teilbearbeitete Werkstücke von den zweiten an die dritten Spindeln übergeben werden und anschlie- ßend mit Hilfe der ersten Spindeln fertiggestellt werden. Hierdurch wir eine besonders flexible und effiziente automatisierte Fertigung von Werkstücken ermöglicht.It is particularly preferred if the third row of spindles can cooperate with both the first and the second row of spindles. In this case, partially machined workpieces can be transferred from the second to the third spindles and then finished with the help of the first spindles. This enables a particularly flexible and efficient automated production of workpieces.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen verläuft die dritte Raumachse parallel zu den Raumachsen der ersten und zweiten Spindelreihe.In a further embodiment of the measures mentioned above, the third spatial axis runs parallel to the spatial axes of the first and second row of spindles.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die dritte Raumachse senkrecht oder „schräg" zu der ersten und zweiten Raumachse verläuft. In der bevorzugten Ausgestaltung lassen sich die Verfahrwege der zweiten und dritten Spindeln jedoch minimieren. Eine entsprechende Maschine kann damit kleinbauender und kostengünstiger realisiert werden. Darüber hinaus wird in dieser Ausgestaltung auch eine höhere Gleichmäßigkeit und Genauigkeit im Zusammenspiel der zweiten und dritten Spindeln erreicht.In principle, it is also possible for the third spatial axis to run perpendicularly or “obliquely” to the first and second spatial axes. In the preferred embodiment, however, the travel paths of the second and third spindles can be minimized. A corresponding machine can thus be implemented in a more compact and cost-effective manner. In addition, a higher uniformity and accuracy in the interaction of the second and third spindles is achieved in this embodiment.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ferner zumindest eine vierte Spindel, die relativ zu den dritten Spindeln derart verfahrbar ist, dass Werkstücke, die in den dritten Spindeln eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in der zumindest einen vierten Spindel eingespannt sind, konturgleich zueinander bearbeitet werden können.In a further embodiment, the new machine tool also has at least one fourth spindle, which can be moved relative to the third spindles in such a way that workpieces that are clamped in the third spindles with tools that are clamped in the at least one fourth spindle have the same contour as one another can be edited.
Insbesondere besitzt die neue Werkzeugmaschine dieser Ausgestaltung sogar eine Vielzahl von vierten nebeneinander angeordneten Spindeln, die entlang einer vierten Raumachse eine vierte Spindelreihe bilden, wobei die vierte Raumachse parallel zu der dritten Raumachse verläuft. Die Bereitstellung einer vierten Spindel in der genannten Anordnung ermöglicht auf einfache und kostengünstige Weise eine vollautomatische Sechs-Seiten-Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken. Da die sechste Seite in aller Regel weniger Bearbeitungsvorgänge benötigt als die zuvor bearbeiteten fünf Seiten, ist es grundsätzlich aber auch möglich und für manche Anwendungsfälle bevorzugt, nur eine einzige vierte Spindel in der genannten Anordnung vorzusehen, was eine besonders kostengünstige Realisierung darstellt. Außerdem kann so eine nicht- konturgleiche Bearbeitung der sechsten Seite auf einfache Weise realisiert werden. Dies ist beispielsweise dann von besonderem Vorteil, wenn die sechste Seite von mehreren teilbearbeiteten Werkstücken jeweils spiegelverkehrt oder in sonstiger Weise unterschiedlich gefertigt werden soll.In particular, the new machine tool of this configuration even has a plurality of fourth spindles arranged next to one another, which form a fourth row of spindles along a fourth spatial axis, the fourth spatial axis running parallel to the third spatial axis. The provision of a fourth spindle in the arrangement mentioned enables a fully automatic six-sided machining of a large number of workpieces in a simple and inexpensive manner. Since the sixth page generally requires fewer machining operations than the previously processed five pages, it is in principle also possible and preferred for some applications to provide only a single fourth spindle in the arrangement mentioned, which represents a particularly cost-effective implementation. In addition, machining of the sixth side that is not conforming to the contour can be implemented in a simple manner. This is particularly advantageous, for example, if the sixth side of several partially machined workpieces is to be mirror-inverted or to be manufactured differently in some other way.
Die Bereitstellung einer vierten Spindelreihe mit einer Vielzahl von vierten Spindeln besitzt demgegenüber den Vorteil, dass auch bei aufwendigen Bearbeitungen der sechsten Seite ein optimaler Werkstückdurchsatz möglich ist. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung ein Teil der Bearbeitungsvorgänge, die nicht die sechste Seite betreffen, in erfindungsgemäßer Weise mit Hilfe der dritten und vierten Spindeln durchgeführt werden, was eine weitere Optimierung des Durchsatzes der neuen Maschine ermöglicht.The provision of a fourth row of spindles with a large number of fourth spindles has the advantage that an optimum workpiece throughput is possible even with complex machining of the sixth side. In addition, in this embodiment, some of the machining operations that do not relate to the sixth side can be carried out in accordance with the invention with the aid of the third and fourth spindles, which enables the throughput of the new machine to be further optimized.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme verlaufen die dritte und vierte Raumachse parallel zu den Raumachsen der ersten und zweiten Spindelreihe.In a further embodiment of the measure mentioned above, the third and fourth spatial axes run parallel to the spatial axes of the first and second row of spindles.
Auch diese Ausgestaltung führt zu einer Minimierung von Ver- fahrwegen und zu einer Erhöhung der Gleichmäßigkeit und Genau- igkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken. Darüber hinaus verringert sich der Konstruktions- und Programmieraufwand auf Grund der konsequenten Erweiterung des neuen Maschinenkonzepts auf drei bzw. vier Spindelreihen.This configuration also leads to a minimization of travel paths and an increase in uniformity and accuracy. in the machining of workpieces. In addition, the design and programming effort is reduced due to the consistent expansion of the new machine concept to three or four rows of spindles.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine vierte Spindelreihe relativ zu den dritten Spindeln in zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In a further embodiment, the at least one fourth row of spindles can be moved in at least two, preferably three, orthogonal linear axes relative to the third spindles.
Diese Maßnahme vereinfacht auf Grund der Ver ahrbarkeit der vierten oder vierten Spindelreihe "als Ganzes" den Steuerungsaufwand.This measure simplifies the control effort due to the ver verbarkeit of the fourth or fourth row of spindles "as a whole".
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ein im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordnetes Maschinenteil, das senkrecht zu einer durch die zweite und dritte Raumachse aufgespannten Ebene verfahrbar ist.In a further embodiment, the new machine tool has a machine part which is arranged in the region of the second and third row of spindles and which can be moved perpendicular to a plane spanned by the second and third spatial axes.
Diese Ausgestaltung bietet bei vergleichsweise geringem Zusatzaufwand weitere Freiheitsgrade bei der zeit- und konturgleichen Bearbeitung von mehreren Werkstücken. Da das weitere Maschinenteil im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordnet ist, lassen sich hier vielfältige und flexible Bearbeitungsvorgänge realisieren, bei denen Werkstücke wahlweise entweder in der zweiten oder in der dritten oder sogar in beiden Spindelreihen eingespannt sind. Die bevorzugte Anordnung des weiteren Maschinenteils erlaubt zudem einen konstruktiv einfachen Aufbau, beispielsweise mit Hilfe eines im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordneten Portals . Bevorzugte Ausgestaltungen der zuvor genannten Maßnahme beinhalten, dass das Maschinenteil ein Werkzeug aufweist, um Werkstücke zu bearbeiten, insbesondere bei der Übergabe von der zweiten Spindelreihe zur dritten Spindelreihe abzutrennen. Das Abtrennen kann dabei vorteilhaft durch Abstechen oder auch durch einen Sägevorgang erfolgen.This design offers additional degrees of freedom in the processing of several workpieces at the same time and with the same contour, with comparatively little additional effort. Since the further machine part is arranged in the area of the second and third row of spindles, diverse and flexible machining processes can be implemented in which workpieces are clamped either in the second or in the third or even in both rows of spindles. The preferred arrangement of the further machine part also allows a structurally simple construction, for example with the help of a portal arranged in the area of the second and third row of spindles. Preferred refinements of the aforementioned measure include that the machine part has a tool to machine workpieces, in particular to cut them off during the transfer from the second row of spindles to the third row of spindles. The separation can advantageously be carried out by parting off or by a sawing process.
Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die neue Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von stangenförmigem Werkstückmaterial verwendet wird, da in diesem Fall die ersten fünf Seiten jeder Materialstange mit den Spindeln der ersten und zweiten Spindelreihe bearbeitet werden können. Das Abtrennen der teilbearbeiteten Werkstücke von der Materialstange lässt sich dann sehr effizient und mit hoher Qualität bei der Übergabe der Werkstücke von den zweiten auf die dritten Spindeln realisieren. Während die dritten Spindeln in Verbindung mit der zumindest einen vierten Spindel dann die allseitige Bearbeitung aller Werkstücke ermöglicht, können die ersten und zweiten Spindeln bereits die nächste Vielzahl von Werkstücken an fünf Seiten bearbeiten.This configuration is particularly advantageous if the new machine tool is used for machining rod-shaped workpiece material, since in this case the first five sides of each material rod can be machined with the spindles of the first and second row of spindles. The partially machined workpieces can then be separated from the material bar very efficiently and with high quality when the workpieces are transferred from the second to the third spindles. While the third spindles in connection with the at least one fourth spindle then enables all workpieces to be machined on all sides, the first and second spindles can already machine the next plurality of workpieces on five sides.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Maschinenteil einen Greifer auf, um Werkstücke zu den Spindeln der zweiten und/oder dritten Spindelreihe zuzuführen.In a further embodiment, the machine part has a gripper in order to feed workpieces to the spindles of the second and / or third row of spindles.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Materialzuführung auch von anderer Stelle erfolgen, wie nachfolgend an Hand der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert. Die hier beschriebene Ausgestaltung hat sich jedoch als besonders einfach, raumsparend und damit kostengünstig erwiesen, insbesonde- re wenn Werkstücke aus einem Stangenmaterial herausgearbeitet werden.As an alternative or in addition to this, material can also be supplied from another location, as explained below using the currently preferred exemplary embodiments. However, the configuration described here has proven to be particularly simple, space-saving and therefore inexpensive, in particular re when workpieces are machined from a bar material.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ein Maschinenbett, das sich in einer Richtung parallel zu der ersten und zweiten Raumachse über die zweite Spindelreihe hinaus erstreckt und dort eine Vielzahl von Werkstückspannvorrichtungen besitzt.In a further embodiment, the new machine tool has a machine bed which extends in a direction parallel to the first and second spatial axes beyond the second row of spindles and there has a multiplicity of workpiece clamping devices.
Diese Maßnahme ermöglicht die allseitige Bearbeitung mit den ersten Spindeln, was eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit darstellt.This measure enables all-round machining with the first spindles, which is a very simple and inexpensive option.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch 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.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in einer vereinfachten Darstellung,1 shows a first embodiment of the new machine tool in a simplified representation,
Fig. 2 die Werkzeugmaschine aus Fig. 1 in einer gegenüber Fig. 1 veränderten Betriebsposition,2 shows the machine tool from FIG. 1 in an operating position that has been changed compared to FIG. 1,
Fig. 3 die Werkzeugmaschine aus Fig. 1 und 2 in einer nochmals veränderten Betriebsposition, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in Form einer Langbettmaschine,3 shows the machine tool from FIGS. 1 and 2 in a further changed operating position, 4 shows another embodiment of the new machine tool in the form of a long bed machine,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine mit insgesamt vier Spindelreihen, undFig. 5 shows another embodiment of the new machine tool with a total of four rows of spindles, and
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine mit vier Spindelreihen und einem an einem Portal angeordneten weiteren Maschinenteil.Fig. 6 shows another embodiment of the new machine tool with four rows of spindles and a further machine part arranged on a portal.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.1 to 3, an exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by reference number 10.
Die Werkzeugmaschine 10 besitzt zwei erste Spindeln 12 und 14, sowie zwei zweite Spindeln 16 und 18 in jeweils gleicher Ausrichtung. Die ersten Spindeln 12 und 14 sind hinsichtlich ihrer Leistungsparameter zur Verwendung als Werkzeugspindeln für eine Bohr- und/oder Fräsbearbeitung von Werkstücken ausgelegt. Außerdem sind sie auch dazu ausgelegt, stehende Werkzeuge für eine Drehbearbeitung aufzunehmen, d.h. sie lassen sie mit entsprechender Genauigkeit und Stabilität arretieren. Die ersten Spindeln 12 und 14 sind entlang einer ersten Raumachse 20 nebeneinander angeordnet und bilden damit eine erste Spindelreihe im Sinne der vorliegenden Erfindung.The machine tool 10 has two first spindles 12 and 14, and two second spindles 16 and 18, each in the same orientation. The first spindles 12 and 14 are designed with regard to their performance parameters for use as tool spindles for drilling and / or milling machining of workpieces. They are also designed to hold stationary tools for turning, i.e. they lock them with the appropriate accuracy and stability. The first spindles 12 and 14 are arranged alongside one another along a first spatial axis 20 and thus form a first spindle row in the sense of the present invention.
Die Werkzeugmaschine 10 besitzt hier zwei erste Spindeln 12, 14 und zwei zweite Spindeln 16, 18. In anderen Ausführungsbeispielen können konstruktiv gleich oder ähnlich aufgebaute Werkzeugmaschinen jedoch drei oder noch mehr erste Spindeln und eine entsprechende Anzahl zweiter Spindeln besitzen. Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf das hier dargestellte Ausführungsbeispiel mit jeweils zwei Spindeln beschränkt.The machine tool 10 here has two first spindles 12, 14 and two second spindles 16, 18. In other exemplary embodiments, however, machine tools of the same or similar design can have three or more first spindles and a corresponding number of second spindles. The present The invention is therefore not limited to the embodiment shown here, each with two spindles.
Die ersten Spindeln 12, 14 sind hier an einem gemeinsamen Fahrständer 22 angeordnet, der (zusammen mit den ersten Spindeln 12, 14) entlang der drei orthogonalen Linearachsen x, y, z verfahrbar ist. Damit sind die ersten Spindeln 12, 14 synchron zueinander in den drei genannten Raumrichtungen verfahrbar. Zudem ist jede erste Spindel 12, 14 in der Lage, eine Drehbewegung um ihre jeweilige Spindelachse 24 auszuführen, was den Pfeilen 26, 28 angedeutet ist. Die Drehbewegungen 26, 28 sind dazu ausgelegt, Bohr- und/oder Fräsarbeiten an Werkstücken auszuführen.The first spindles 12, 14 are arranged here on a common traveling column 22 which (together with the first spindles 12, 14) can be moved along the three orthogonal linear axes x, y, z. The first spindles 12, 14 can thus be moved synchronously with one another in the three spatial directions mentioned. In addition, each first spindle 12, 14 is capable of rotating movement about its respective spindle axis 24, which is indicated by the arrows 26, 28. The rotary movements 26, 28 are designed to carry out drilling and / or milling work on workpieces.
Die ersten Spindeln 12, 14 sind hier mit einem starren relativen Abstand D zueinander an dem Fahrständer 22 angeordnet. In der derzeit bevorzugten Ausführung können die ersten Spindeln 12, 14 keine Bewegung relativ zueinander ausführen, d.h. sie sind vollständig starr miteinander gekoppelt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es jedoch möglich, eine begrenzte Relativbewegung der ersten Spindeln 12, 14 zueinander zu ermöglichen e um Temperaturausdehnungen und/oder Werkzeugtoleranzen auszugleichen. Die relative Verfahrbarkeit der beiden ersten Spindeln 12, 14 zueinander ist jedoch vorteilhafterweise auf die Kompensation der genannten Einflüsse beschränkt, d.h. die Verfahrwege sind relativ zu den Verfahrwegen des FahrStänders 22 sehr gering.The first spindles 12, 14 are arranged here on the traveling column 22 with a rigid relative distance D from one another. In the currently preferred embodiment, the first spindles 12, 14 cannot move relative to one another, ie they are completely rigidly coupled to one another. In another embodiment, however, it is possible to a limited relative movement of the first spindle 12, to enable e to temperature expansions and / or tool tolerances compensate 14 to each other. The relative travel of the first two spindles 12, 14 to one another is, however, advantageously limited to the compensation of the influences mentioned, ie the travel paths are very small relative to the travel paths of the traveling column 22.
Die beiden zweiten Spindeln 16, 18 sind ebenfalls in der Lage, um ihre jeweilige Spindelachse 30 eine Drehbewegung auszuführen, wie dies an Hand der Pfeile 32, 34 angedeutet ist. Darüber hinaus sind die beiden zweiten Spindeln 16, 18 an einem gemeinsamen Träger 36 angeordnet und über diesen starr miteinander gekoppelt. Die beiden zweiten Spindeln 16, 18 liegen damit ebenfalls in Reihe nebeneinander, und zwar entlang einer zweiten Raumachse 37, die hier parallel zu der ersten Raumachse 20 verläuft. Außerdem ist der relative Abstand der beiden zweiten Spindeln 16, 18, d.h. der Abstand zwischen den beiden Spindelachsen 30, hier gleich dem relativen Abstand D zwischen den ersten Spindeln 12, 14.The two second spindles 16, 18 are also capable of rotating their respective spindle axes 30, as indicated by the arrows 32, 34. About that In addition, the two second spindles 16, 18 are arranged on a common carrier 36 and rigidly coupled to one another via this. The two second spindles 16, 18 are therefore also next to one another in series, specifically along a second spatial axis 37, which here runs parallel to the first spatial axis 20. In addition, the relative distance between the two second spindles 16, 18, ie the distance between the two spindle axes 30, here is equal to the relative distance D between the first spindles 12, 14.
Die ersten Spindeln 12, 14 sind hier vertikal an dem Fahrständer 22 angeordnet. Die beiden zweiten Spindeln 16, 18 sind in Fig. 1 demgegenüber in einer horizontalen Lage dargestellt. Im Betrieb der Werkzeugmaschine 10 sind die beiden zweiten Spindeln 16, 18 jedoch um eine Achse 38 verschwenkbar, was durch einen Pfeil 40 dargestellt ist. Die Achse 38 liegt parallel zu der ersten Raumachse 20 und der zweiten Raumachse 37. Um die Schwenkbewegung der zweiten Spindeln 16, 18 in Richtung des Pfeils 40 zu realisieren, ist der Träger 36 mit einem entsprechenden Schwenkantrieb versehen und wird als Ganzes zusammen mit den starr gekoppelten Spindeln 16, 18 verschwenkt.The first spindles 12, 14 are arranged vertically on the traveling column 22 here. In contrast, the two second spindles 16, 18 are shown in a horizontal position in FIG. 1. When the machine tool 10 is in operation, however, the two second spindles 16, 18 can be pivoted about an axis 38, which is represented by an arrow 40. The axis 38 lies parallel to the first spatial axis 20 and the second spatial axis 37. In order to realize the pivoting movement of the second spindles 16, 18 in the direction of the arrow 40, the carrier 36 is provided with a corresponding pivot drive and is rigid as a whole together with the coupled spindles 16, 18 pivoted.
Fig. 2 zeigt eine Betriefosposition der Werkzeugmaschine 10, in der die zweiten Spindeln 16, 18 um 45° nach oben in Richtung der ersten Spindeln 12, 14 verschwenkt sind. Fig. 3 zeigt eine Betriebsposition, in der die zweiten Spindeln 16, 18 senkrecht nach oben verschwenkt sind und somit den ersten Spindeln 12, 14 "Aug in Aug" gegenüberstehen.2 shows an operational position of the machine tool 10, in which the second spindles 16, 18 are pivoted 45 ° upwards in the direction of the first spindles 12, 14. FIG. 3 shows an operating position in which the second spindles 16, 18 are pivoted vertically upwards and thus face the first spindles 12, 14 "eye to eye".
In einem praktischen Ausführungsbeispiel hat sich ein Schwenkwinkel von bis zu 120° oder 130° als vorteilhaft erwiesen. Mit einem derartigen, den rechten Winkel hinreichend übersteigenden Schwenkwinkel lassen sich alle Bearbeitungsvorgänge gut realisieren, die für eine vollständige Fünf-Seiten-Bearbeitung erforderlich sind.In a practical embodiment, a swivel angle of up to 120 ° or 130 ° has proven to be advantageous. With With such a swivel angle sufficiently exceeding the right angle, all machining operations that are required for complete five-sided machining can be easily implemented.
Gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung sind die zweiten Spindeln 16, 18 hier als Werkstückspindeln ausgebildet, die eine Drehbearbeitung von eingespannten Werkstücken ermöglichen. Die entsprechenden Drehwerkzeuge sind dann in den ersten Spindeln 12, 14 eingespannt. Bei stillstehenden Spindeln 16, 18 können demgegenüber Fräsvorgänge mit Hilfe der ersten Spindeln 12, 14 durchgeführt werden. Durch eine (relativ langsame) Drehbewegung der zweiten Spindeln 16, 18, die synchron zu einer Vorschubbewegung der ersten Spindeln 12, 14 ist, können beispielsweise auch Schneckenkonturen seit- und konturgleich an zwei Werkstücken gefertigt werden.According to a particularly advantageous aspect of the invention, the second spindles 16, 18 are designed here as workpiece spindles, which enable the clamping of workpieces to be turned. The corresponding turning tools are then clamped in the first spindles 12, 14. In contrast, when spindles 16, 18 are stationary, milling operations can be carried out with the aid of the first spindles 12, 14. By means of a (relatively slow) rotary movement of the second spindles 16, 18, which is synchronous with a feed movement of the first spindles 12, 14, it is also possible, for example, to produce worm contours on the same side and contour on two workpieces.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Spindeln 16, 18 abklemmbar, d.h. in Ergänzung zu einem elektrischen Stillsetzen noch mechanisch in einer drehfesten Position feststellbar. Dies kann beispielsweise durch geeigneteIn a particularly preferred embodiment, the second spindles 16, 18 can be disconnected, i.e. in addition to an electrical shutdown, can still be locked mechanically in a rotationally fixed position. This can be done for example by suitable
Spannbacken (hier nicht gezeigt) oder mit Hilfe einer anderen verstellbaren Arretierung erfolgen.Clamping jaws (not shown here) or with the help of another adjustable locking device.
Mit der Bezugsziffer 42 ist das Maschinenbett der Werkzeugmaschine 10 bezeichnet. Das Maschinenbett 42 trägt sowohl den Fahrständer 22 mit den ersten Spindeln 12, 14 als auch den Träger 36 mit den zweiten Spindeln 16, 18. Wie in den Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, arbeiten die Spindeln der ersten und zweiten Spindelreihe damit in einem gemeinsamen Arbeitsraum 44. Mit der Bezugsziffer 46 ist ein Steuerschrank bezeichnet, in dem eine gemeinsame Steuereinheit (NC-Steuerung und SPS) für sämtliche Spindeln 12, 14, 16, 18 sowie alle anderen Antriebe angeordnet ist. Die Verwendung einer gemeinsamen Steuereinheit für sämtliche Spindeln 12, 14, 16, 18 trägt besonders vorteilhaft zur Kostenreduzierung bei, da für die Bewegung aller synchron arbeitender Spindeln im Grunde ein einheitliches Steuerprogramm verwendet werden kann.The machine bed of the machine tool 10 is designated by the reference number 42. The machine bed 42 carries both the traveling column 22 with the first spindles 12, 14 and the carrier 36 with the second spindles 16, 18. As can be seen in FIGS. 1 to 3, the spindles of the first and second row of spindles work with it a common work space 44. Reference number 46 denotes a control cabinet in which a common control unit (NC control and PLC) for all spindles 12, 14, 16, 18 and all other drives is arranged. The use of a common control unit for all spindles 12, 14, 16, 18 contributes particularly advantageously to the cost reduction, since basically a uniform control program can be used for the movement of all synchronously operating spindles.
In der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente wie zuvor.In the following description of further exemplary embodiments, the same reference symbols denote the same elements as before.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 50 ist im Unterschied zur vorher beschriebenen Werkzeugmaschine 10 als Langbettmaschine ausgebildet, d.h. das Maschinenbett 42 erstreckt sich in x-Richtung, d.h. hier parallel zur ersten und zweiten Raumachse 20, 37 und damit auch parallel zur Schwenkachse 38, über den Träger 36 der zweiten Spindeln 16, 18 hinaus. Im verlängerten Maschinenbett 42 sind verlängerte Führungsschienen 52 für den Fahrständer 22 angeordnet, so dass der Fahrständer 22 mit der ersten Spindelreihe seitlich über den Bereich der zweiten Spindelreihe hinaus verfahren werden kann. In diesem seitlichen Bereich befindet sich hinter einer Spritzschutzwand 54 ein zweiter Arbeitsraum, in dem beliebige Werkstückträger angeordnet sein können, wie beispielsweise ein um die Achse 38 verschwenkbarer Träger 56, auf dem zwei Werkstückspannvorrichtungen 58 angeordnet sind. Die Werkstückspannvorrichtungen 58 dienen zur Aufnahme von vorbearbeiteten Werkstücken, nachdem diese aus den zweiten Spindeln 16, 18 entnommen wurden. Die Bearbeitung der sechsten Seite dieser Werkstücke kann anschließend mit Hilfe der ersten Spindeln 12, 14 durchgeführt werden. Während dieser Zeit können die zweiten Spindeln 16, 18 mit neuen Werkstückrohlingen bestückt werden.4, a second exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 50. In contrast to the previously described machine tool 10, the machine tool 50 is designed as a long bed machine, ie the machine bed 42 extends in the x direction, ie here parallel to the first and second spatial axes 20, 37 and thus also parallel to the pivot axis 38, via the carrier 36 second spindles 16, 18 also. Extended guide rails 52 for the traveling column 22 are arranged in the extended machine bed 42, so that the traveling column 22 can be moved laterally with the first row of spindles beyond the area of the second row of spindles. In this lateral area there is a second work space behind a splash guard 54, in which any workpiece carrier can be arranged, such as a carrier 56 which can be pivoted about the axis 38 and on which two workpiece clamping devices 58 are arranged. The workpiece clamping devices 58 serve to receive pre-machined workpieces after they have been removed from the second Spindles 16, 18 were removed. The sixth side of these workpieces can then be machined using the first spindles 12, 14. During this time, the second spindles 16, 18 can be equipped with new workpiece blanks.
Im Übrigen entspricht der konstruktive Aufbau der Werkzeugmaschine 50 dem Aufbau der Werkzeugmaschine 10 aus den Fig. 1 bis 3.Otherwise, the construction of the machine tool 50 corresponds to the construction of the machine tool 10 from FIGS. 1 to 3.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 70 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 70 ist hier - vereinfacht gesagt - aus der Werkzeugmaschine 10 der Fig. 1 bis 3 weitergebildet, indem eine zweite, weitgehend strukturgleiche Werkzeugmaschine 10' um 180° gedreht vor die erste Werkzeugmaschine 10 gestellt wurde. Anders ausgedrückt entspricht der in Fig. 5 rechte Teil der neuen Werkzeugmaschine 70 der Werkzeugmaschine 10 aus Fig. 1 bis 3. Ein Unterschied besteht hier allerdings darin, dass der Träger 36 mit der zweiten Spindelreihe um 180° (oder mehr) um die Achse 38 verschwenkbar ist. Hierdurch ist es möglich, die zweiten Spindeln 16 „ 18 aus einer Bearbeitungsposition, in der sie in den Arbeitsrau 44 der ersten Spindeln 12, 14 zeigen, in eine Werkstückübergabeposition zu bringen, in der sie zu der zweiten Maschinenhälfte 10' zeigen.5, a further exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 70. To put it simply, the machine tool 70 is further developed from the machine tool 10 of FIGS. 1 to 3 in that a second, largely structurally identical machine tool 10 'has been rotated 180 ° before the first machine tool 10. In other words, the part of the new machine tool 70 on the right in FIG. 5 corresponds to the machine tool 10 from FIGS. 1 to 3. However, one difference here is that the carrier 36 with the second row of spindles rotates through 180 ° (or more) about the axis 38 is pivotable. This makes it possible to bring the second spindles 16-18 from a machining position in which they point into the working area 44 of the first spindles 12, 14 to a workpiece transfer position in which they point to the second machine half 10 '.
Die zweite Maschinenhälfte 10 ' besitzt hier zwei dritte Spindeln 72, 74 und zwei vierte Spindeln 76, 78. Die dritten Spindeln 72, 74 sind entlang einer dritten Raumachse 80 angeordnet und bilden eine dritte Spindelreihe. Der relative Abstand der dritten Spindeln 72, 74 zueinander ist starr und entspricht dem relativen Abstand D der ersten und zweiten Spindeln 12, 14 und 16, 18. Die dritten Spindeln 72, 74 sind in gleicher Weise wie die zweiten Spindeln 16, 18 in einem um einen parallel zur dritten Raumachse 80 verschwenkbaren Träger 82 angeordnet. Sie sind zusammen mit dem Träger 82 um einen Schwenkwinkel von zumindest 180° um die Achse 80 verschwenkbar.The second machine half 10 'here has two third spindles 72, 74 and two fourth spindles 76, 78. The third spindles 72, 74 are arranged along a third spatial axis 80 and form a third row of spindles. The relative distance between the third spindles 72, 74 is rigid and corresponds to that relative distance D of the first and second spindles 12, 14 and 16, 18. The third spindles 72, 74 are arranged in the same way as the second spindles 16, 18 in a carrier 82 which can be pivoted about a parallel to the third spatial axis 80. They can be pivoted together with the carrier 82 about the axis 80 by a pivoting angle of at least 180 °.
Die vierten Spindeln 76, 78 sind ebenso wie die ersten Spindeln 12, 14 an einem gemeinsamen Fahrständer 22' nebeneinander angeordnet und bilden entlang einer vierten Raumachse 84 eine vierte Spindelreihe. Der relative Abstand der vierten Spindeln 76, 78 zueinander beträgt ebenfalls D.The fourth spindles 76, 78, like the first spindles 12, 14, are arranged next to one another on a common traveling column 22 ′ and form a fourth row of spindles along a fourth spatial axis 84. The relative distance between the fourth spindles 76, 78 is also D.
Die beiden Maschinenhälften 10 und 10' sind hier vorteilhafterweise so miteinander gekoppelt, dass sämtliche Achsbewegungen von einer gemeinsamen Steuereinheit (hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) gesteuert werden. Dadurch, dass sämtliche Raumachsen, entlang derer sich die Spindelreihen erstrecken, parallel sind, ergeben sich bei der Werkstückübergabe von den zweiten Spindeln 16, 18 zu den dritten Spindeln 72, 74 kurze Wege. Um diese Werkstückübergabe zu erleichtern, ist die zweite Spindelreihe in dem Träger 36 hier (im Unterschied zur Werkzeugmaschine 10 aus den Fig. 1 bis 3) in Richtung der y-Achse, d.h. in Richtung der dritten Spindelreihe, verfahrbar. Alternativ oder ergänzend könnte jedoch auch die dritte Spindelreihe entlang der y-Richtung verfahrbar sein, um die Werkstückübergabe zwischen den jeweiligen Werkstückspindeln zu erleichtern.The two machine halves 10 and 10 'are here advantageously coupled to one another in such a way that all axis movements are controlled by a common control unit (not shown here for reasons of clarity). Because all spatial axes along which the spindle rows extend are parallel, there are short paths during the workpiece transfer from the second spindles 16, 18 to the third spindles 72, 74. In order to facilitate this workpiece transfer, the second row of spindles in the carrier 36 is here (in contrast to the machine tool 10 from FIGS. 1 to 3) in the direction of the y-axis, i.e. can be moved in the direction of the third row of spindles. Alternatively or in addition, however, the third row of spindles could also be movable along the y-direction in order to facilitate the transfer of the workpiece between the respective workpiece spindles.
In einer weiteren Abwandlung des in Fig. 5 gezeigten Ausfüh- rungsbeispiels besitzt die neue Werkzeugmaschine nur eine vier- te Spindel am Fahrständer 22 ' . Mit Hilfe dieser vierten Spindel ist dann eine konturgleiche, jedoch nicht mehr zeitgleiche Bearbeitung der in den dritten Spindeln 72, 74 eingespannten Werkstücke möglich. Des weiteren können die Werkstücke mit Hilfe der einen vierten Spindel auch in nicht-konturgleicher Weise bearbeitet werden.In a further modification of the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the new machine tool has only four te spindle on the traveling column 22 '. With the aid of this fourth spindle, it is then possible to process the workpieces clamped in the third spindles 72, 74 in a manner that is identical, but no longer simultaneous. Furthermore, the workpieces can also be machined in a non-contoured manner with the aid of the fourth spindle.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der neuen Werkzeugmaschine in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 90 bezeichnet. Die Werkzeugmaschine 90 ist eine Weiterentwicklung der in Fig. 5 gezeigten Werkzeugmaschine 70. Sie besitzt ebenso wie die Werkzeugmaschine 70 zwei Maschinenhälften 10, 10' mit insgesamt vier Spindelreihen, die sich parallel zueinander erstrecken, wobei die zweite und dritte Spindelreihe in eine Werkstückübergabeposition zueinander verschwenkbar sind. Zusätzlich ist hier im Bereich der Werkstückübergabeposition 92 ein Portal 94 angeordnet, das die beiden Maschinenhälften 10, 10' in x-Richtung überspannt. Am Portal 94 ist ein Maschinenteil 96 verfahrbar angeordnet. Das Maschinenteil 96 kann in diesem Ausführungsbeispiel sowohl in z-Richtung als auch in x- Richtung verfahren werden. In einer bevorzugten Ausführung beinhaltet das Maschinenteil 96 ein Werkzeug 98, um Werkstücke bei der Übergabe von der zweiten Spindelreihe zur dritten Spindelreihe abzustechen oder abzusägen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Werkzeug 98 auch einen Greifer beinhalten, um Werkstücke im Bereich der Übergabeposition 92 in die zweiten (oder dritten) Spindeln von oben einzusetzen.6, a further exemplary embodiment of the new machine tool is designated in its entirety by the reference number 90. The machine tool 90 is a further development of the machine tool 70 shown in FIG. 5. Like the machine tool 70, it has two machine halves 10, 10 'with a total of four rows of spindles which extend parallel to one another, the second and third row of spindles being pivotable to one another in a workpiece transfer position are. In addition, a portal 94 is arranged here in the area of the workpiece transfer position 92, which spans the two machine halves 10, 10 'in the x direction. A machine part 96 is movably arranged on the portal 94. In this exemplary embodiment, the machine part 96 can be moved both in the z direction and in the x direction. In a preferred embodiment, machine part 96 includes a tool 98 for parting or sawing off workpieces during the transfer from the second row of spindles to the third row of spindles. As an alternative or in addition to this, the tool 98 can also include a gripper in order to insert workpieces in the region of the transfer position 92 into the second (or third) spindles from above.
In einer weiteren Variante können Werkstücke, insbesondere stangenförmiges Werkstückmaterial, auch von vorn oder von hinten, d.h. von einer der Übergabeposition 92 jeweils zu- oder abgewandten Maschinenseite, den zweiten (und gegebenenfalls dritten) Spindeln zugeführt werden.In a further variant, workpieces, in particular rod-shaped workpiece material, can also be moved in or out from the front or from the rear, ie from one of the transfer positions 92 facing away from the machine, the second (and possibly third) spindles.
Allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Spindeln jeder Spindelreihe praktisch identische Bewegungen ausführen. Wie leicht nachzuvollziehen ist, können auf diese Weise eine Vielzahl von Werkstücken zeit- und konturgleich zueinander hergestellt werden. Das neue Maschinenkonzept ist dabei in bevorzugten Ausführungsbeispielen dargestellt, bei denen die erste (und gegebenenfalls vierte) Spindelreihe vertikal angeordnet ist und mit Hilfe des Fahrständers 22 Verfahrbewegungen entlang von drei orthogonalen Linearachsen durchführt. Die zweite (und gegebenenfalls dritte) Spindelreihe liegen parallel und sind um eine ebenfalls parallel liegende Schwenkachse verschwenkbar . Obwohl es sich hier um die derzeit bevorzugte Ausführung des neuen Maschinenkonzepts handelt, ist grundsätzlich jedoch auch eine hiervon abweichende Raumlage der genannten Spindelreihen möglich. Darüber hinaus kann die relative Beweglichkeit der genannten Spindelreihen zueinander auch mit anderweitig verteilten F eiheitsgraden erreicht werden. Beispielsweise können die erste und vierte Spindelreihe horizontal angeordnet sein, während die zweite und dritte Spindelreihe in ihrer Ausgangsposition vertikal stehend oder hängend angeordnet sind. Auch hiervon abweichende Raumlagen und Verteilung der Freiheitsgrade bezüglich der Bewegungen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich möglich. It is common to all of the exemplary embodiments shown here that the spindles of each row of spindles execute practically identical movements. As is easy to understand, a large number of workpieces can be produced in the same time and with the same contour. The new machine concept is shown in preferred exemplary embodiments in which the first (and possibly fourth) row of spindles is arranged vertically and with the help of the traveling column 22 carries out travel movements along three orthogonal linear axes. The second (and possibly third) row of spindles are parallel and can be pivoted about a pivot axis which is also parallel. Although this is the currently preferred version of the new machine concept, it is also possible in principle to deviate from the above-mentioned spindle rows. In addition, the relative mobility of the above-mentioned spindle rows can also be achieved with other degrees of flexibility. For example, the first and fourth row of spindles can be arranged horizontally, while the second and third row of spindles are arranged vertically standing or hanging in their starting position. Differing spatial positions and distribution of the degrees of freedom with regard to the movements are also possible in principle within the scope of the present invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einer Vielzahl von ersten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln (12, 14), die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine erste Spindelreihe bilden, und einer Vielzahl von zweiten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln (16, 18), die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine zweite Spindelreihe bilden, wobei sich die erste und die zweite Spindelreihe entlang von zwei zueinander parallelen ersten und zweiten Raumaσhsen (20, 37) erstrecken, und wobei die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln (16, 18) der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln (12, 14) der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können.1. Machine tool for machining workpieces, with a plurality of first spindles (12, 14) arranged in a row next to one another, which are arranged rigidly or can be moved synchronously with one another and form a first row of spindles, and a plurality of second spindles arranged in a row next to one another ( 16, 18) which are rigidly arranged or can be moved synchronously with one another and form a second row of spindles, the first and second row of spindles extending along two mutually parallel first and second spatial axes (20, 37), and the first and second Row of spindles can be moved relative to one another in such a way that workpieces that are clamped in the spindles (16, 18) of one row of spindles are machined with tools that are clamped in the spindles (12, 14) of the other row of spindles at the same time and with the same contour can.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander entlang von zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen (x, y, z) verfahrbar sind. 2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the first and the second row of spindles can be moved relative to one another along at least two, preferably three, orthogonal linear axes (x, y, z).
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spindelreihe entlang der zumindest zwei orthogonalen Linearachsen (x, y, z) verfahrbar ist.3. Machine tool according to claim 2, characterized in that the first row of spindles can be moved along the at least two orthogonal linear axes (x, y, z).
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (12, 14) der ersten Spindelreihe an einem gemeinsamen Fahrständer (22) angeordnet sind, der in zumindest zwei orthogonalen Linearachsen (x, y, z) verfahrbar ist.4. Machine tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spindles (12, 14) of the first row of spindles are arranged on a common traveling column (22) which can be moved in at least two orthogonal linear axes (x, y, z) ,
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Spindelreihe um eine parallel zu den Raumachsen (20, 37) liegende Schwenkachse (38) relativ zueinander verschwenkbar sind.5. Machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and the second row of spindles are pivotable relative to one another about a pivot axis (38) lying parallel to the spatial axes (20, 37).
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur die zweite Spindelreihe um die Schwenkachse (38) verschwenkbar ist.6. Machine tool according to claim 5, characterized in that only the second row of spindles is pivotable about the pivot axis (38).
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spindelreihe als austauschbares Maschinenmodul ausgebildet ist.7. Machine tool according to claim 6, characterized in that the second row of spindles is designed as an exchangeable machine module.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (12, 14) der ersten Spindelreihe als Werkzeugspindeln für eine Bohr-, Fräs- und/oder Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet sind. 8. Machine tool according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spindles (12, 14) of the first row of spindles are designed as tool spindles for drilling, milling and / or turning the workpieces.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (16, 18) der zweiten Spindelreihe als Werkstückspindeln für eine Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet sind. ■9. Machine tool according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spindles (16, 18) of the second row of spindles are designed as workpiece spindles for turning the workpieces. ■
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (16, 18) der zweiten Spindelreihe abklemmbar sind.10. Machine tool according to claim 9, characterized in that the spindles (16, 18) of the second row of spindles can be disconnected.
11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (12, 14, 16, 18) innerhalb jeder Spindelreihe einen starren Abstand (D) voneinander aufweisen.11. Machine tool according to one of claims 1 to 10, characterized in that the spindles (12, 14, 16, 18) have a rigid distance (D) from each other within each row of spindles.
12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindeln (12, 14) der ersten Spindelreihe mit dem selben relativen Abstand (D) voneinander beabstandet sind wie die Spindeln (16, 18) der zweiten Spindelreihe.12. Machine tool according to one of claims 1 to 11, characterized in that the spindles (12, 14) of the first row of spindles are spaced apart from one another by the same relative distance (D) as the spindles (16, 18) of the second row of spindles.
13. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner gekennzeichnet durch eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln (72, 74), die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse (80) bilden, wobei die zweite und dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass die dritten Spindeln (72, 74) Werkstücke von den zweiten Spindeln (16, 18) unmittelbar übernehmen können.13. Machine tool according to one of claims 1 to 12, further characterized by a plurality of third spindles (72, 74) arranged in a row next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis (80), the second and third row of spindles relative to one another can be moved in such a way that the third spindles (72, 74) can directly take over workpieces from the second spindles (16, 18).
14. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner gekennzeichnet durch eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln (58; 72, 74), die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse (80) bilden, wobei die erste und die dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln (58, 72, 74) der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln (12, 14) der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können.14. Machine tool according to one of claims 1 to 12, further characterized by a plurality of thirds in series Spindles (58; 72, 74) arranged next to one another, which form a third row of spindles along a third spatial axis (80), the first and third row of spindles being movable relative to one another in such a way that workpieces which are in the spindles (58, 72, 74 ) of a row of spindles are clamped, can be machined with tools that are clamped in the spindles (12, 14) of the other row of spindles at the same time and with the same contour.
15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Raumachse (80) parallel zu den Raumachsen (20, 37) der ersten und zweiten Spindelreihe verläuft.15. Machine tool according to claim 13 or 14, characterized in that the third spatial axis (80) runs parallel to the spatial axes (20, 37) of the first and second row of spindles.
16. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 15,, ferner gekennzeichnet durch zumindest eine vierte Spindel (76, 78), die relativ zu den dritten Spindeln (72, 74) derart verfahrbar ist, dass Werkstücke, die in den dritten Spindeln (72, 74) eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in der zumindest einen vierten Spindel (76, 78) eingespannt sind, konturgleich zueinander bearbeitet werden können.16. Machine tool according to one of claims 12 to 15, further characterized by at least a fourth spindle (76, 78) which can be moved relative to the third spindles (72, 74) such that workpieces which are in the third spindles (72 , 74) are clamped, with tools that are clamped in the at least one fourth spindle (76, 78), can be machined with the same contour as one another.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie genau eine vierte Spindel aufweist.17. Machine tool according to claim 16, characterized in that it has exactly a fourth spindle.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von vierten nebeneinander angeordneten Spindeln (76, 78), die entlang einer vierten Raumachse (84) eine vierte Spindelreihe bilden, wobei die vierte Raumachse (84) parallel zu der dritten Raumachse (80) verläuft. 18. Machine tool according to claim 16, characterized by a plurality of fourth spindles (76, 78) arranged next to one another, which form a fourth row of spindles along a fourth spatial axis (84), the fourth spatial axis (84) parallel to the third spatial axis (80) runs.
19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte und vierte Raumachse (80, 84) parallel zu den Raumachsen (20, 37) der ersten und zweiten Spindelreihe verlaufen.19. Machine tool according to claim 18, characterized in that the third and fourth spatial axes (80, 84) run parallel to the spatial axes (20, 37) of the first and second row of spindles.
20. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine vierte Spindel (76, 78) relativ zu den dritten Spindeln (72, 74) in zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen (x, y, z) verfahrbar ist.20. Machine tool according to one of claims 16 to 19, characterized in that the at least one fourth spindle (76, 78) relative to the third spindles (72, 74) in at least two, preferably three, orthogonal linear axes (x, y, z ) is movable.
21. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 20, gekennzeichnet durch ein im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordnetes Maschinenteil (96), das senkrecht zu einer durch die zweite und dritte Raumachse (37, 80) aufgespannten Ebene verfahrbar ist.21. Machine tool according to one of claims 13 to 20, characterized by a machine part (96) which is arranged in the region of the second and third row of spindles and which can be moved perpendicular to a plane spanned by the second and third spatial axes (37, 80).
22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenteil (96) ein Werkzeug (98) aufweist, um Werkstücke zu bearbeiten, insbesondere bei der Übergabe von der zweiten Spindelreihe zur dritten Spindelreihe abzutrennen.22. Machine tool according to claim 21, characterized in that the machine part (96) has a tool (98) to machine workpieces, in particular when transferring from the second row of spindles to the third row of spindles.
23. Werkzeugmaschine nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinenteil (96) einen Greifer aufweist um Werkstücke zu den Spindeln (16f 18, 72, 74) der zweiten und/oder dritten Spindelreihe zuzuführen.23. Machine tool according to claim 21 or 22, characterized in that the machine part (96) has a gripper to feed workpieces to the spindles (16 f 18, 72, 74) of the second and / or third row of spindles.
24. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch ein Maschinenbett (42), das sich in einer Richtung parallel zu der ersten und zweiten Raum- achse (20, 37) über die zweite Spindelreihe hinaus erstreckt und dort eine Vielzahl von Werkstückspannvorrichtungen (58) besitzt. 24. Machine tool according to one of claims 1 to 23, characterized by a machine bed (42) which extends in a direction parallel to the first and second spatial Axis (20, 37) extends beyond the second row of spindles and has a plurality of workpiece clamping devices (58) there.
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