WO2008046502A1 - Machine-tool comprising two workpiece carriers - Google Patents

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WO2008046502A1
WO2008046502A1 PCT/EP2007/008492 EP2007008492W WO2008046502A1 WO 2008046502 A1 WO2008046502 A1 WO 2008046502A1 EP 2007008492 W EP2007008492 W EP 2007008492W WO 2008046502 A1 WO2008046502 A1 WO 2008046502A1
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WO
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workpiece
tool
machine
spindle units
row
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PCT/EP2007/008492
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German (de)
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Inventor
Winfried Benz
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Licon Mt Gmbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/02—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/028—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of workholder per toolhead in operating position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/02—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/021—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like
    • B23Q39/022—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder
    • B23Q39/024—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder consecutive working of toolheads

Definitions

  • the invention relates to a machine tool.
  • transfer lines or cycle lines the individual processing operations are subdivided into stations which are arranged rigidly one behind the other and are interconnected by inflexible working workpiece transport devices. At a standstill only a single station, the entire transfer line is stationary.
  • Machining centers are extremely flexible. When used in mass production, however, the disadvantage occurs that because of the large number of tools to be used a complex tool change system must be provided. When changing tools there is a risk that chips fall between spindle and tool, which in turn requires considerable effort to avoid these disadvantages.
  • the invention is therefore based on the object to provide a machine tool that combines the advantages of the series machine with high processing speed and low risk of collision at low design cost.
  • the two opposing workpiece carriers are movable only in two axes, namely the x-direction and the y-direction.
  • the workpieces to be machined by them are each machined by the same tools, but with a phase shift.
  • both workpieces are machined with the same cycle time, but with a corresponding phase shift, which is in the region of half a cycle time.
  • the fact that the existing tools can be used twice with the little additional effort of a second workpiece carrier, the performance of the machine tool is doubled.
  • the machine tool according to the invention is therefore a further development of a series machine.
  • the method of the workpiece carriers takes place in a vertical xy plane and the method of the tool spindle units takes place in a horizontal z direction perpendicular thereto.
  • the entire xyz axis system can also be rotated in such a way that, for example, the tool spindle units are stacked in a vertical row are arranged.
  • the axis system can be rotated, for example, such that the tool spindles are arranged vertically hanging.
  • the design according to the invention is sufficient. It may also be that this is not the case. Due to the displaceability of the tool spindles according to claim 2 in an extended working position and in a retracted rest position can then be ensured that the procedure of the workpieces without collision of the workpieces or workpiece clamping devices with the tools or the tool Spindles done.
  • FIG. 1 is a front view of a machine tool according to the invention Phyg according to the viewing arrow I in Fig. 2 and
  • FIG. 2 is a vertical section through the machine tool according to the section line II-II in Fig. 1st
  • the machine tool shown in the drawing has a machine frame 1, at its upper region at a vertical distance one above the other horizontally extending first x-guide rails 2, 3 are mounted on which a first workpiece carriage 4 horizontally, ie in x- Direction, is slidably mounted.
  • the carriage 4 takes place by means of a first x-drive motor 5 via a spindle drive 5a.
  • the carriage 4 can hereby be moved over the full length of the guide rails 2, 3.
  • a further pair of second x-guide rails 6, 7 are arranged, which are also arranged at a vertical distance one above the other and horizontally extending in the x-direction.
  • a second workpiece carriage 8 is horizontal by means of a second x-drive motor 9 , ie in the x-direction, slidably disposed via a spindle drive 9a.
  • a first workpiece carrier 10 is arranged, which is vertically, ie in the y direction, on the first y-guide rails 11 slidably mounted on the first workpiece carriage 4.
  • first y-drive motor 12 On the second workpiece carriage 8 is in the same way, but mirror-symmetrical to the first workpiece carrier 10, a second workpiece support 13 is arranged on the second y-guide rails 14th is slidably disposed on the second workpiece slide 8.
  • the displacement drive is effected by means of a second y-drive motor 15th
  • the first workpiece carrier 10 has on its underside a first workpiece clamping device 16, which is associated with a first one- or two-axis workpiece turning device 16a.
  • the second workpiece carrier 13 has on its upper side a second workpiece-clamping device 17, which is associated with a second likewise one- or two-axis workpiece-turning device 17a.
  • the two clamping Devices 16, 17 are thus facing each other. They serve to receive a first workpiece 18 or a second workpiece 19.
  • a horizontal, ie in an xz-plane extending, table 20 is formed on the machine frame 1, on the a plurality of tool spindle units, namely a first tool spindle unit 21, a second tool spindle unit 22 and a third tool spindle unit 23 are arranged.
  • the tool spindle units 21, 22, 23 have a first spindle carrier 24 and a second spindle carrier 25 and a third spindle carrier 26, each in the z-direction, that is perpendicular to the vertical xy- Level at which the first workpiece 18 and the second workpiece 19 can be moved on z-guide rails 27 is displaced.
  • the drive is in each case a z-drive motor 28th
  • each spindle carrier 24, 25, 26 a plurality of - in the present case six - tool spindles 29 are arranged, each individually in the z direction relative to the respective spindle carrier 24 and 25 and 26 from a retracted rest position 30 in an extended working position 31 and vice versa are displaced.
  • Each tool spindle 29 is provided with a tool-clamping device 32, in which a tool 33 can be clamped, in nature, of course, many tools 33 will be different. In the present case, therefore, eighteen different tools 33 can be clamped.
  • tool spindle unit 21 or 22 or 23 The rotary drive of all tool spindles 29 of a tool spindle unit 21 or 22 or 23 takes place by means of a common for each tool spindle unit 21 or 22 or 23 spindle drive motor 34, which at the back of the respective spindle carrier 24 and 25 respectively or 26 is attached.
  • Such tool spindle units are generally known, for example from DE 203 07 225 U1 or WO 2004/101219 A1 or US Pat. No. 5,211,917 A (corresponding to DE 691 02 511 T2) or EP 1 275 456 A or DE 102 34 054 A, to which reference is made.
  • a loading and unloading station 35 is formed in a conventional manner, on which workpieces 18, 19 to be machined are received and processed workpieces 18, 19 can be deposited and removed.
  • the design of such loading and unloading stations serving to feed workpieces to be processed and to remove processed workpieces is well known.
  • the control of all drives of the machine tool via a central control 36th
  • the first workpiece carriage 4 in the loading and unloading station 35 has taken over a first workpiece 18 to be processed, which is shown in phantom in FIG.
  • This first workpiece carriage 4 is located after the process in the x direction with this first workpiece 18 to be machined above the first workpiece spindle unit 21.
  • the first workpiece carrier 10 is moved with the first workpiece 18 down into a first processing station in front of the first workpiece spindle unit 21, as shown in phantom in Fig. 2.
  • the deployed tool 33 is in its moved out of the first spindle support 24 working position 31, while the other non-deployed tools 33 are in a retracted rest position 30.
  • Fig. 2 is In this case, the machining of the first workpiece 18 takes place with the tool 33 located in the working position 31, the advance of the first spindle carrier 24 in the z direction exclusively by means of the z-drive motor 28 he follows. Then, by means of the further tools 33, machining of the first workpiece 18 takes place successively on the first tool spindle unit 21.
  • the first workpiece carrier 10 is moved upward in the y direction and then the first workpiece slide 4 in the x-direction over the second tool-spindle unit 22. There, the processing is carried out in the manner already described. Subsequently, the further transport of the first workpiece 18 to the third tool spindle unit 23, where further processing steps take place. Subsequently, the first workpiece carrier 10 is moved upward in the y-direction, to the extent that it can be transported back without collision with respect to the tool spindle units 21 or 22 or 23 to the loading and unloading station 35. The entire described sequence of the various operations from the reception of the workpiece 18 in the loading and unloading station to the delivery of the machined workpiece 18 there and the renewed recording of another workpiece 18 extends over a cycle time T.
  • the second workpiece 19 located on the lower second workpiece carriage 2 is preferably subjected to the comparable processing sequence offset in time by half a cycle time T / 2 on the machine. Phase shifts of 0.4 to 0.6 T come into consideration.
  • the second workpiece 19 is either identical to the first workpiece 18 or-which in practice is the predominant case-mirror-symmetrically designed for this purpose. Such workpieces 18, 19 are very often workpieces that are used in pairs in motor vehicles. However, it is also possible to process different workpieces at the same time, provided that that the cycle time of a processing cycle is about the same and that the respectively required tools can be clamped in a suitable form in the tool spindle units.
  • the first workpiece 18 arrives at the first tool spindle unit 21, as already described, at the point in time at which the first workpiece 18 arrives, before the second tool spindle unit 22
  • the tool-spindle unit 21 has already taken place when a first workpiece 18 has still been processed on the second tool-spindle unit 22 or the third tool-spindle unit 23 in a respective second processing station.
  • the passage of the second workpiece 19 through the machine tool is otherwise identical to that already described for the first workpiece 18.
  • the loading station is located at one end of the machine tool and the end loading station at the other end.
  • the machining process takes place - based on the two workpiece carriers 10 and 13 - the same. They only return empty to the loading station.
  • serial processing is also possible.
  • a workpiece held by the first workpiece carrier 10 is successively subjected to a plurality of processing steps and then transferred to the second workpiece carrier 13.
  • a six-sided machining of workpieces can be realized.

Abstract

The invention relates to a machine-tool comprising two workpiece carriers (10,13) which face each other on a frame (1), can be moved in the x direction and the y direction, and are provided with workpiece clamping devices (16, 17) also facing each other. A plurality of tool-spindle units (21, 22, 23) are arranged on the machine frame (1), one behind the other in an x direction, between the workpiece carriers (10, 13). Workpieces (18, 19) are machined with a phase shift of a half clock interval.

Description

WERKZEUGMASCHINE MIT ZWEI WERKSTÜCKTRÄGERN TOOL MACHINE WITH TWO WORKPIECE CARRIER
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine.The invention relates to a machine tool.
Es sind eine große Zahl von spanend arbeitenden Werkzeugmaschinen für die Großserienfertigung bekannt. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Bearbeitungszentren, Rundtaktmaschinen, Taktstraßen und Reihenmaschinen.There are a large number of cutting machine tools known for mass production. These are, for example, machining centers, rotary indexing machines, cycle lines and series machines.
Bei Transferstraßen oder Taktstraßen sind die einzelnen B earbeitungs Vorgänge in Stationen aufgeteilt, die starr hintereinander angeordnet und durch unflexibel arbeitende Werkstück-Transport-Einrichtungen miteinander verbunden sind. Bei einem Stillstand nur einer einzelnen Station steht die gesamte Transferstraße still.In the case of transfer lines or cycle lines, the individual processing operations are subdivided into stations which are arranged rigidly one behind the other and are interconnected by inflexible working workpiece transport devices. At a standstill only a single station, the entire transfer line is stationary.
Bearbeitungszentren sind außerordentlich flexibel. Beim Einsatz in der Großserienfertigung tritt jedoch der Nachteil auf, dass wegen der Vielzahl von einzusetzenden Werkzeugen ein aufwändiges Werkzeugwechselsystem vorgesehen sein muss. Beim Werkzeugwechsel besteht die Gefahr, dass Späne zwischen Spindel und Werkzeug geraten, was wiederum einen erheblichen Aufwand erfordert, um diese Nachteile zu vermeiden.Machining centers are extremely flexible. When used in mass production, however, the disadvantage occurs that because of the large number of tools to be used a complex tool change system must be provided. When changing tools there is a risk that chips fall between spindle and tool, which in turn requires considerable effort to avoid these disadvantages.
Bei sogenannten Rundtaktmaschinen sind die zur Bearbeitung notwendigen Bearbeitungsstationen im Kreis um eine mittlere zentrale Gruppe von Be- arbeitungseinheiten angeordnet. Der verfügbare Platz ist begrenzt.In so-called rotary transfer machines, the processing stations necessary for processing are arranged in a circle around a central central group of processing units. The available space is limited.
Bei sogenannten Reihenmaschinen werden die Werkstücke an einer Vielzahl von Werkzeug-Spindeln vorbeibewegt. Jeder Werkzeug-Spindel ist ein Werkzeug fest zugeordnet, so dass ein Werkzeugwechsel entfällt. Das Werkstück wird während der verschiedenen Bearbeitungsschritte nicht umgespannt. Es sind verschiedene Ausgestaltungen derartiger Reihenmaschinen bekannt. Nachteilig ist, dass während der Bearbeitungen die bewegten Teile, insbesondere Werkstücke und Werkstück-Spann- Vorrichtungen, mit benachbarten Werkzeug- Spindeln oder Werkzeugen kollidieren können.In so-called series machines, the workpieces are moved past a plurality of tool spindles. Each tool spindle is a tool assigned permanently, so that a tool change is eliminated. The Workpiece is not re-clamped during the various processing steps. Various embodiments of such series machines are known. The disadvantage is that during machining, the moving parts, in particular workpieces and workpiece clamping devices, can collide with adjacent tool spindles or tools.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die die Vorteile der Reihenmaschine mit hoher Bearbeitungs- geschwindigkeit und geringer Kollisionsgefahr bei geringem konstruktiven Aufwand verbindet.The invention is therefore based on the object to provide a machine tool that combines the advantages of the series machine with high processing speed and low risk of collision at low design cost.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die beiden einander gegenüberliegenden Werkstück-Träger sind nur in zwei Achsen bewegbar, nämlich der x-Richtung und der y-Richtung. Die von ihnen transportierten zu bearbeitenden Werkstücke werden jeweils mittels derselben Werkzeuge bearbeitet, jedoch mit einer Phasenverschiebung. Grundsätzlich werden beide Werkstücke mit derselben Taktzeit bearbeitet, aber mit einer entsprechenden Phasenverschiebung, die im Be- reich einer halben Taktzeit liegt. Dadurch, dass mit dem geringen zusätzlichen Aufwand eines zweiten Werkstück- Trägers die vorhandenen Werkzeuge doppelt genutzt werden können, wird die Leistung der Werkzeugmaschine verdoppelt. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist also eine Weiterentwicklung einer Reihenmaschine. Grundsätzlich ist davon auszu- gehen, dass das Verfahren der Werkstück-Träger in einer vertikalen x-y- Ebene und das Verfahren der Werkzeug-Spindel-Einheiten in einer hierzu senkrechten horizontalen z-Richtung erfolgt. Das gesamte x-y-z- Achsensystem kann aber auch derart gedreht werden, dass beispielsweise die Werkzeug-Spindel-Einheiten in einer vertikalen Reihe übereinander angeordnet sind. Weiterhin kann das Achsensystem beispielsweise derartig gedreht werden, dass die Werkzeug-Spindeln vertikal hängend angeordnet sind.This object is achieved by the features of claim 1. The two opposing workpiece carriers are movable only in two axes, namely the x-direction and the y-direction. The workpieces to be machined by them are each machined by the same tools, but with a phase shift. In principle, both workpieces are machined with the same cycle time, but with a corresponding phase shift, which is in the region of half a cycle time. The fact that the existing tools can be used twice with the little additional effort of a second workpiece carrier, the performance of the machine tool is doubled. The machine tool according to the invention is therefore a further development of a series machine. In principle, it can be assumed that the method of the workpiece carriers takes place in a vertical xy plane and the method of the tool spindle units takes place in a horizontal z direction perpendicular thereto. However, the entire xyz axis system can also be rotated in such a way that, for example, the tool spindle units are stacked in a vertical row are arranged. Furthermore, the axis system can be rotated, for example, such that the tool spindles are arranged vertically hanging.
Wenn ausreichend kleine Werkstücke zu bearbeiten sind, die von ihrer Größe her mit den Werkzeugen nicht in Kollision kommen, die dem im Einsatz befindlichen Werkzeug benachbart sind, dann ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung ausreichend. Es kann aber auch sein, dass dies nicht der Fall ist. Durch die Verschiebbarkeit der Werkzeug-Spindeln gemäß Anspruch 2 in eine ausgefahrene Arbeits-Position und in eine zurückgezogene Ruhe-Position kann dann sichergestellt werden, dass das Verfahren der Werkstücke ohne Kollision der Werkstücke oder Werkstück- Spann- Vorrichtungen mit den Werkzeugen oder den Werkzeug- Spindeln erfolgt.If sufficiently small workpieces are to be machined which do not collide with the tools of their size which are adjacent to the tool in use, then the design according to the invention is sufficient. It may also be that this is not the case. Due to the displaceability of the tool spindles according to claim 2 in an extended working position and in a retracted rest position can then be ensured that the procedure of the workpieces without collision of the workpieces or workpiece clamping devices with the tools or the tool Spindles done.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigtFurther features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine nach der Erfin- düng entsprechend dem Sichtpfeil I in Fig. 2 und1 is a front view of a machine tool according to the invention düng according to the viewing arrow I in Fig. 2 and
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die Werkzeugmaschine gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 12 is a vertical section through the machine tool according to the section line II-II in Fig. 1st
Die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugmaschine weist ein Maschinen-Gestell 1 auf, an dessen oberem Bereich in vertikalem Abstand übereinander horizontal verlaufende erste x-Führungs-Schienen 2, 3 angebracht sind, auf denen ein erster Werkstück-Schlitten 4 horizontal, also in x- Richtung, verschiebbar gelagert ist. Der Horizontal-Antrieb des Schlittens - A -The machine tool shown in the drawing has a machine frame 1, at its upper region at a vertical distance one above the other horizontally extending first x-guide rails 2, 3 are mounted on which a first workpiece carriage 4 horizontally, ie in x- Direction, is slidably mounted. The horizontal drive of the carriage - A -
4 erfolgt mittels eines ersten x-Antriebs-Motors 5 über einen Spindel-Trieb 5a. Der Schlitten 4 kann hiermit über die volle Länge der Führungs- Schienen 2, 3 verfahren werden.4 takes place by means of a first x-drive motor 5 via a spindle drive 5a. The carriage 4 can hereby be moved over the full length of the guide rails 2, 3.
An der Unterseite des Maschinen-Gestells 1 ist ein weiteres Paar von zweiten x-Führungs-Schienen 6, 7 angeordnet, die ebenfalls in vertikalem Abstand übereinander und horizontal in x-Richtung verlaufend angeordnet sind. Auf diesen Führungs-Schienen 6, 7, die sich mit den Führungs- Schienen 2, 3 in einer gemeinsamen Vertikalebene, also in einer x-y- Ebene, befinden, ist ein zweiter Werkstück-Schlitten 8 mittels eines zweiten x-Antriebs-Motors 9 horizontal, also in x-Richtung, über einen Spindel- Trieb 9a verschiebbar angeordnet. Auf dem ersten Werkstück-Schlitten 4 ist ein erster Werkstück-Träger 10 angeordnet, der vertikal, also in y- Richtung, auf ersten y-Führungs- Schienen 11 verschiebbar ist, die auf dem ersten Werkstück-Schlitten 4 angebracht sind. Die Verschiebung in y-On the underside of the machine frame 1, a further pair of second x-guide rails 6, 7 are arranged, which are also arranged at a vertical distance one above the other and horizontally extending in the x-direction. On these guide rails 6, 7, which are in a common vertical plane, ie in an xy plane, with the guide rails 2, 3, a second workpiece carriage 8 is horizontal by means of a second x-drive motor 9 , ie in the x-direction, slidably disposed via a spindle drive 9a. On the first workpiece carriage 4, a first workpiece carrier 10 is arranged, which is vertically, ie in the y direction, on the first y-guide rails 11 slidably mounted on the first workpiece carriage 4. The shift in y-
Richtung erfolgt mittels eines ersten y- Antriebs-Motors 12. Auf dem zweiten Werkstück-Schlitten 8 ist in gleicher Weise, aber spiegelsymmetrisch zum ersten Werkstück-Träger 10, ein zweiter Werkstück- Träger 13 angeordnet, der auf zweiten y-Führungs-Schienen 14 auf dem zweiten Werk- stück-Schlitten 8 verschiebbar angeordnet ist. Der Verschiebe- Antrieb erfolgt mittels eines zweiten y- Antriebs-Motors 15.Direction is effected by means of a first y-drive motor 12. On the second workpiece carriage 8 is in the same way, but mirror-symmetrical to the first workpiece carrier 10, a second workpiece support 13 is arranged on the second y-guide rails 14th is slidably disposed on the second workpiece slide 8. The displacement drive is effected by means of a second y-drive motor 15th
Der erste Werkstück- Träger 10 weist an seiner Unterseite eine erste Werkstück-Spann-Vorrichtung 16 auf, der eine erste ein- oder zwei-achsige Werkstück-Dreh- Vorrichtung 16a zugeordnet ist. Der zweite Werkstück- Träger 13 weist an seiner Oberseite eine zweite Werkstück-Spann- Vorrichtung 17 auf, der eine zweite ebenfalls ein- oder zwei-achsige Werkstück-Dreh-Vorrichtung 17a zugeordnet ist. Die beiden Spann- Vorrichtungen 16, 17 sind also einander zugewandt. Sie dienen zur Aufnahme eines ersten Werkstücks 18 bzw. eines zweiten Werkstücks 19.The first workpiece carrier 10 has on its underside a first workpiece clamping device 16, which is associated with a first one- or two-axis workpiece turning device 16a. The second workpiece carrier 13 has on its upper side a second workpiece-clamping device 17, which is associated with a second likewise one- or two-axis workpiece-turning device 17a. The two clamping Devices 16, 17 are thus facing each other. They serve to receive a first workpiece 18 or a second workpiece 19.
In einem mittleren Bereich des Maschinen-Gestells 1, also zwischen dem ersten Werkstück- Schlitten 4 und dem zweiten Werkstück-Schlitten 8, ist am Maschinen-Gestell 1 ein horizontaler, sich also in einer x-z-Ebene erstreckender, Tisch 20 ausgebildet, auf dem mehrere Werkzeug- Spindel- Einheiten, nämlich eine erste Werkzeug-Spindel-Einheit 21, eine zweite Werkzeug- Spindel-Einheit 22 und eine dritte Werkzeug- Spindel-Einheit 23 angeordnet sind. Die Werkzeug-Spindel-Einheiten 21, 22, 23 weisen einen ersten Spindel-Träger 24 bzw. einen zweiten Spindel-Träger 25 bzw. einen dritten Spindel-Träger 26 auf, der jeweils in z-Richtung, also senkrecht zu der vertikalen x-y-Ebene, in der das erste Werkstück 18 und das zweite Werkstück 19 bewegt werden können, auf z-Führungs-Schienen 27 ver- schiebbar ist. Zum Antrieb dient jeweils ein z-Antriebs-Motor 28.In a central region of the machine frame 1, ie between the first workpiece carriage 4 and the second workpiece carriage 8, a horizontal, ie in an xz-plane extending, table 20 is formed on the machine frame 1, on the a plurality of tool spindle units, namely a first tool spindle unit 21, a second tool spindle unit 22 and a third tool spindle unit 23 are arranged. The tool spindle units 21, 22, 23 have a first spindle carrier 24 and a second spindle carrier 25 and a third spindle carrier 26, each in the z-direction, that is perpendicular to the vertical xy- Level at which the first workpiece 18 and the second workpiece 19 can be moved on z-guide rails 27 is displaced. The drive is in each case a z-drive motor 28th
In jedem Spindel-Träger 24, 25, 26 sind mehrere - im vorliegenden Fall sechs - Werkzeug- Spindeln 29 angeordnet, die jeweils einzeln in z- Richtung gegenüber dem jeweiligen Spindel-Träger 24 bzw. 25 bzw. 26 aus einer zurückgezogenen Ruhestellung 30 in eine herausgeschobene Arbeitsstellung 31 und umgekehrt verschiebbar sind. Jede Werkzeug- Spindel 29 ist mit einer Werkzeug- Spann-Einrichtung 32 versehen, in die ein Werkzeug 33 eingespannt werden kann, wobei in der Praxis naturgemäß viele Werkzeuge 33 unterschiedlich sein werden. Im vorliegenden Fall können also achtzehn unterschiedliche Werkzeuge 33 eingespannt werden. Der Drehantrieb sämtlicher Werkzeug-Spindeln 29 einer Werkzeug- Spindel-Einheit 21 bzw. 22 bzw. 23 erfolgt mittels eines für jede Werkzeug-Spindel-Einheit 21 bzw. 22 bzw. 23 gemeinsamen Spindel- Antriebs- Motors 34, der an der Rückseite des jeweiligen Spindel-Trägers 24 bzw. 25 bzw. 26 angebracht ist. Derartige Werkzeug-Spindel-Einheiten sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE 203 07 225 Ul oder der WO 2004/101219 Al oder der US 5,211,917 A (entsprechend DE 691 02 511 T2) oder der EP 1 275 456 A oder der DE 102 34 054 A, auf die insoweit verwiesen wird.In each spindle carrier 24, 25, 26 a plurality of - in the present case six - tool spindles 29 are arranged, each individually in the z direction relative to the respective spindle carrier 24 and 25 and 26 from a retracted rest position 30 in an extended working position 31 and vice versa are displaced. Each tool spindle 29 is provided with a tool-clamping device 32, in which a tool 33 can be clamped, in nature, of course, many tools 33 will be different. In the present case, therefore, eighteen different tools 33 can be clamped. The rotary drive of all tool spindles 29 of a tool spindle unit 21 or 22 or 23 takes place by means of a common for each tool spindle unit 21 or 22 or 23 spindle drive motor 34, which at the back of the respective spindle carrier 24 and 25 respectively or 26 is attached. Such tool spindle units are generally known, for example from DE 203 07 225 U1 or WO 2004/101219 A1 or US Pat. No. 5,211,917 A (corresponding to DE 691 02 511 T2) or EP 1 275 456 A or DE 102 34 054 A, to which reference is made.
An einer - in Fig. 1 linken - Seite ist eine Belade- und Entlade-Station 35 in üblicher Weise ausgebildet, an der zu bearbeitende Werkstücke 18, 19 aufgenommen und bearbeitete Werkstücke 18, 19 abgelegt und abtransportiert werden können. Die Ausgestaltung solcher zur Zuführung von zu bearbeitenden Werkstücken und zum Abtransport von bearbeiteten Werkstücken dienenden Be- und Entlade- Stationen ist allgemein bekannt. Die Steuerung sämtlicher Antriebe der Werkzeugmaschine erfolgt über eine zentrale Steuerung 36.On a left-hand side in FIG. 1, a loading and unloading station 35 is formed in a conventional manner, on which workpieces 18, 19 to be machined are received and processed workpieces 18, 19 can be deposited and removed. The design of such loading and unloading stations serving to feed workpieces to be processed and to remove processed workpieces is well known. The control of all drives of the machine tool via a central control 36th
Wie Fig. 1 entnehmbar ist, hat der erste Werkstück-Schlitten 4 in der Belade- und Entlade-Station 35 ein zu bearbeitendes erstes Werkstück 18 übernommen, das in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist. Dieser erste Werkstück-Schlitten 4 befindet sich nach Verfahren in x-Richtung mit diesem zu bearbeitenden ersten Werkstück 18 oberhalb der ersten Werkstück-Spindel- Einheit 21.As can be seen in FIG. 1, the first workpiece carriage 4 in the loading and unloading station 35 has taken over a first workpiece 18 to be processed, which is shown in phantom in FIG. This first workpiece carriage 4 is located after the process in the x direction with this first workpiece 18 to be machined above the first workpiece spindle unit 21.
Anschließend wird der erste Werkstück-Träger 10 mit dem ersten Werkstück 18 nach unten in eine erste Bearbeitungs-Station vor die erste Werk- stück-Spindel-Einheit 21 verfahren, wie es in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist. Das in Einsatz kommende Werkzeug 33 befindet sich in seiner aus dem ersten Spindel-Träger 24 herausgefahrenen Arbeits-Position 31 , während sich die anderen nicht zum Einsatz kommenden Werkzeuge 33 in einer zurückgezogenen Ruhe-Position 30 befinden. In Fig. 2 handelt es sich hierbei um das obere Werkzeug 33. Es erfolgt dann die Bearbeitung des ersten Werkstücks 18 mit dem in der Arbeits-Position 31 befindlichen Werkzeug 33, wobei der Vorschub des ersten Spindel-Trägers 24 in z- Richtung ausschließlich mittels des z-Antriebs-Motors 28 erfolgt. Es erfol- gen dann nacheinander mittels der weiteren Werkzeuge 33 an der ersten Werkzeug-Spindel-Einheit 21 Bearbeitungen des ersten Werkstücks 18. Im Anschluss danach wird der erste Werkstück- Träger 10 in y-Richtung nach oben verfahren und danach der erste Werkstück-Schlitten 4 in x-Richtung über die zweite Werkzeug-Spindel-Einheit 22. Dort erfolgt die Bearbeitung in der bereits geschilderten Weise. Anschließend erfolgt der Weitertransport des ersten Werkstücks 18 zur dritten Werkzeug- Spindel-Einheit 23, wo weitere Bearbeitungsschritte erfolgen. Anschließend wird der erste Werkstück-Träger 10 in y-Richtung nach oben verfahren, und zwar soweit, dass er kollisionsfrei gegenüber den Werkzeug- Spindel-Einheiten 21 bzw. 22 bzw. 23 zur Be- und Entlade- Station 35 zurücktransportiert werden kann. Der gesamte geschilderte Ablauf der verschiedenen Bearbeitungen von der Aufnahme des Werkstücks 18 in der Be- und Entlade-Station bis zur Abgabe des bearbeiteten Werkstücks 18 dort und der neuerlichen Aufnahme eines weiteren Werkstücks 18 erstreckt sich über eine Taktzeit T.Subsequently, the first workpiece carrier 10 is moved with the first workpiece 18 down into a first processing station in front of the first workpiece spindle unit 21, as shown in phantom in Fig. 2. The deployed tool 33 is in its moved out of the first spindle support 24 working position 31, while the other non-deployed tools 33 are in a retracted rest position 30. In Fig. 2 is In this case, the machining of the first workpiece 18 takes place with the tool 33 located in the working position 31, the advance of the first spindle carrier 24 in the z direction exclusively by means of the z-drive motor 28 he follows. Then, by means of the further tools 33, machining of the first workpiece 18 takes place successively on the first tool spindle unit 21. Following this, the first workpiece carrier 10 is moved upward in the y direction and then the first workpiece slide 4 in the x-direction over the second tool-spindle unit 22. There, the processing is carried out in the manner already described. Subsequently, the further transport of the first workpiece 18 to the third tool spindle unit 23, where further processing steps take place. Subsequently, the first workpiece carrier 10 is moved upward in the y-direction, to the extent that it can be transported back without collision with respect to the tool spindle units 21 or 22 or 23 to the loading and unloading station 35. The entire described sequence of the various operations from the reception of the workpiece 18 in the loading and unloading station to the delivery of the machined workpiece 18 there and the renewed recording of another workpiece 18 extends over a cycle time T.
Das auf dem unteren zweiten Werkstück-Schlitten 2 befindliche zweite Werkstück 19 wird - bevorzugt - zeitlich um eine halbe Taktzeit T/2 versetzt auf der Maschine dem vergleichbaren Bearbeitungsablauf unterzogen. In Betracht kommen Phasenverschiebungen von 0,4 bis 0,6 T. Das zweite Werkstück 19 ist entweder dem ersten Werkstück 18 identisch oder - was in der Praxis der überwiegend vorkommende Fall ist - spiegelsymmetrisch hierzu ausgebildet. Derartige Werkstücke 18, 19 sind sehr oft Werkstücke, die paarweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Es können aber auch unterschiedliche Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden, vorausgesetzt, dass die Taktzeit eines Bearbeitungs-Taktes etwa gleich ist und dass die jeweils erforderlichen Werkzeuge in geeigneter Form in den Werkzeug- Spindel-Einheiten eingespannt werden können.The second workpiece 19 located on the lower second workpiece carriage 2 is preferably subjected to the comparable processing sequence offset in time by half a cycle time T / 2 on the machine. Phase shifts of 0.4 to 0.6 T come into consideration. The second workpiece 19 is either identical to the first workpiece 18 or-which in practice is the predominant case-mirror-symmetrically designed for this purpose. Such workpieces 18, 19 are very often workpieces that are used in pairs in motor vehicles. However, it is also possible to process different workpieces at the same time, provided that that the cycle time of a processing cycle is about the same and that the respectively required tools can be clamped in a suitable form in the tool spindle units.
Wie Fig. 1 entnehmbar ist, befindet sich zu dem Zeitpunkt, zu dem - wie geschildert - das erste Werkstück 18 bei der ersten Werkzeug-Spindel- Einheit 21 ankommt, bereits vor der zweiten Werkzeug-Spindel-Einheit 22. Die Bearbeitung an der ersten Werkzeug-Spindel-Einheit 21 hat also bereits stattgefunden, als ein erstes Werkstück 18 noch auf der zweiten Werk- zeug-Spindel-Einheit 22 oder der dritten Werkzeug-Spindel-Einheit 23 in jeweils einer zweiten Bearbeitungs-Station bearbeitet worden ist. Der Durchlauf des zweiten Werkstücks 19 durch die Werkzeugmaschine ist ansonsten identisch dem, wie er für das erste Werkstück 18 bereits beschrieben worden ist.As can be seen in FIG. 1, the first workpiece 18 arrives at the first tool spindle unit 21, as already described, at the point in time at which the first workpiece 18 arrives, before the second tool spindle unit 22 Thus, the tool-spindle unit 21 has already taken place when a first workpiece 18 has still been processed on the second tool-spindle unit 22 or the third tool-spindle unit 23 in a respective second processing station. The passage of the second workpiece 19 through the machine tool is otherwise identical to that already described for the first workpiece 18.
Je nach Organisation eines Gesamt-Fertigungsprozesses kann es naturgemäß sein, dass die Belade-Station an einem Ende der Werkzeugmaschine angeordnet ist und die Endlade-Station am anderen Ende. Der Bearbeitungsvorgang läuft - bezogen auf die beiden Werkstückträger 10 und 13 - gleich ab. Die fahren lediglich leer zur Belade-Station zurück.Depending on the organization of an overall manufacturing process, it may of course be that the loading station is located at one end of the machine tool and the end loading station at the other end. The machining process takes place - based on the two workpiece carriers 10 and 13 - the same. They only return empty to the loading station.
Außer der geschilderten Parallel-Bearbeitung von zwei Werkstücken ist auch eine serielle Bearbeitung möglich. Hierbei wird ein vom ersten Werkstück-Träger 10 gehaltenes Werkstück nacheinander mehreren Bearbei- tungsschritten unterzogen und dann auf den zweiten Werkstück-Träger 13 übergeben. Bei einer solchen Betriebsweise ist eine sechs-seitige Bearbeitung von Werkstücken realisierbar. Apart from the described parallel machining of two workpieces, serial processing is also possible. Here, a workpiece held by the first workpiece carrier 10 is successively subjected to a plurality of processing steps and then transferred to the second workpiece carrier 13. In such an operation, a six-sided machining of workpieces can be realized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Werkzeugmaschine, mit einem Maschinen-Gestell (1), - mit mehreren Werkzeug- Spindel-Einheiten (21, 22, 23), die1. Machine tool, with a machine frame (1), - with several tool spindle units (21, 22, 23), the
— in einer Reihe hintereinander in einer x-Richtung auf dem Maschinen-Gestell (1) angeordnet sind,Are arranged in a row one behind the other in an x-direction on the machine frame (1),
~ jeweils einzeln in einer zur x-Richtung senkrechten z- Richtung verschiebbar sind, und -- jeweils mehrere Werkzeug-Spindeln (29) mit je einer Spann-are each individually displaceable in a direction perpendicular to the x-direction z-direction, and - in each case a plurality of tool spindles (29) each having a clamping
Einrichtung (32) zur Aufnahme eines Werkzeugs (33) aufweisen, mit einem ersten Werkstück-Träger (10) derMeans (32) for receiving a tool (33), with a first workpiece carrier (10) of the
— auf einer ersten Seite der Reihe von Werkzeug-Spindel- Einheiten (21 , 22, 23) angeordnet ist,Is arranged on a first side of the row of tool spindle units (21, 22, 23),
— parallel zu den in einer Reihe hintereinander in x-Richtung angeordneten Werkzeug- Spindel-Einheiten (21, 22, 23) in x- Richtung verfahrbar ist,Parallel to the tool spindle units (21, 22, 23) arranged in a row one behind the other in the x direction, can be moved in the x direction,
~ in einer zur x- und zur z-Richtung senkrechten y-Richtung in eine erste Bearbeitungs-Position vor den Werkzeug- Spindel-in a y-direction perpendicular to the x-direction and the z-direction into a first processing position in front of the tool spindle
Einheiten (21, 22, 23) und aus der ersten Bearbeitungs-Position in eine hiervon entfernte erste Position verfahrbar ist und ~ eine erste Werkstück-Spann- Vorrichtung (16) zur Aufnahme eines ersten Werkstücks (18) aufweist, - mit einem zweiten Werkstück-Träger (13), derUnits (21, 22, 23) and from the first processing position in a first position removed therefrom is movable and ~ a first workpiece-clamping device (16) for receiving a first workpiece (18), - with a second workpiece Carrier (13), the
— auf einer zweiten Seite der Reihe von Werkzeug-Spindel- Einheiten (21, 22, 23) angeordnet ist, - parallel zu den in einer Reihe hintereinander in x-Richtung angeordneten Werkzeug-Spindel-Einheiten (21, 22, 23) in x- Richtung verfahrbar ist,Is arranged on a second side of the row of tool spindle units (21, 22, 23), parallel to the tool spindle units (21, 22, 23) arranged in a row one behind the other in the x direction, can be moved in the x direction,
~ in y-Richtung in eine zweite Bearbeitungs-Position vor den Werkzeug-Spindel-Einheiten (21, 22, 23) und aus der zweitenin the y-direction to a second machining position in front of the tool spindle units (21, 22, 23) and from the second
Bearbeitungs-Position in eine hiervon entfernte zweite Position verfahrbar ist undProcessing position is movable in a second position remote therefrom and
— eine zweite Werkstück- Spann- Vorrichtung (17) zur Aufnahme eines zweiten Werkstücks ( 19) aufweist, - mit einer Belade- Station (35), mit einer Entlade- Station (35) und mit einer Steuerung (36), die derart ausgebildet ist, dass bei einer Taktzeit T von der Aufnahme eines Werkstücks (18,- Having a second workpiece clamping device (17) for receiving a second workpiece (19), - with a loading station (35), with a discharge station (35) and with a controller (36) formed in such a way is that at a cycle time T from the reception of a workpiece (18,
19) an der Belade- Station (35) durch einen Werkstück-Träger (10, 13) bis zur Aufnahme eines unmittelbar nachfolgenden Werkstücks19) at the loading station (35) by a workpiece carrier (10, 13) until receiving an immediately following workpiece
(18, 19) durch denselben Werkstück-Träger (10, 13) der jeweils andere Werkstück- Träger (13, 10) mit einer Phasen- Verschiebung von 0,4 T bis 0,6 T ein Werkstück (19, 18) aufnimmt.(18, 19) by the same workpiece carrier (10, 13) of the other workpiece carrier (13, 10) with a phase shift of 0.4 T to 0.6 T, a workpiece (19, 18) receives.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeug-Spindeln (29) einer Werkzeug-Spindel-Einheit (21, 22, 23) in z-Richtung zwischen einer Ruhe-Position (30) und einer Arbeits-Position (31) verschiebbar ausgebildet sind.2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the tool spindles (29) of a tool spindle unit (21, 22, 23) in the z direction between a rest position (30) and a working position (31 ) are formed displaceable.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenverschiebung etwa T/2 beträgt. 3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that the phase shift is about T / 2.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass den Werkstück- Spann- Vorrichtungen (16, 17) jeweils eine Werkstück-Dreh-Vorrichtung (16a, 17a) vorgeordnet ist.4. Machine tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the workpiece clamping devices (16, 17) in each case a workpiece-turning device (16a, 17a) is arranged upstream.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Belade- und Entlade- Station (35) vorgesehen ist.5. Machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that a common loading and unloading station (35) is provided.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeug- Spindeln (29) einer Werkzeug-Spindel-Einheit (21, 22, 23) von einem gemeinsamen Spindel-Antriebs-Motor (34) antreib- bar sind. 6. Machine tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool spindles (29) of a tool-spindle unit (21, 22, 23) by a common spindle drive motor (34) are drivable bar ,
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