DE19513963C2 - Numerisch gesteuerte Drehmaschine mit einer Gegenspindel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Dreh­ maschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten Drehmaschine dieser Art (DE 35 18 792 A1) ist die Gegenspindel in einem Werkzeugrevolver auf einem Kreuzschlitten angeordnet. Mit der Gegenspindel ar­ beiten die Werkzeuge eines Werkzeugrevolvers zusammen, der auf einem weiteren Kreuzschlitten angeordnet ist. Bei der bekannten Lösung, welche sechs Bearbeitungsachsen aufweist, wird der Steuerungsaufwand dadurch verringert, daß die Steuerung auf die unterschiedlichen Achsen um­ schaltbar ist.

Es ist ferner eine Drehmaschine bekannt (JP-A 6-703), die eine auf einem Kreuzschlitten angeordnete Gegenspindel aufweist sowie zwei in x-Richtung verfahrbare, schaltende Werkzeugträger. Einer der Werkzeugträger weist zwei Grup­ pen von Werkzeugen auf, von denen die eine zur Bearbei­ tung von Werkstücken an der Hauptspindel und die andere zur Bearbeitung von Werkstücken an der Gegenspindel aus­ gebildet ist. Mit dieser Maschine ist zwar eine simultane Bearbeitung der Werkstücke gleichzeitig an Haupt- und Ge­ genspindel möglich, hierzu müssen jedoch zwei in x- Richtung verfahrbare Querschlitten für die Werkzeuge und ein Kreuzschlitten für die Gegenspindel vorgesehen sein. Die Maschine ist deshalb vergleichsweise aufwendig.

Ausgehend von dem vorerwähnten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Dreh­ maschine so auszubilden, daß sie simultan die Werkstücke an Werkstückspindel und Gegenspindel bearbeiten kann, wo­ bei die Zahl der Achsen dieser Maschine möglichst gering gehalten werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Maschine erlaubt trotz eines ver­ gleichsweise einfachen Aufbaus eine Simultanbearbeitung. Darüber hinaus ist die Genauigkeit dieser Maschine kon­ struktionsbedingt höher als bei einer Drehmaschine, deren Gegenspindel gegenüber dem Werkzeugrevolver verfahrbar ist. Die Anordnung der Gegenspindel ist bei der erfin­ dungsgemäßen Lösung wesentlich steifer.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Drehmaschine zum simultan erfolgenden Bearbeiten der an der Werkstückspindel und an der Gegenspindel eingespann­ ten Werkstücke mit Werkzeugen ausgebildet, deren räumli­ che Zuordnung zueinander während des Bearbeitungsvorgangs in x-Richtung oder in z-Richtung unverändert bleibt. Eine derartige starre Zuordnung während des Bearbeitungsvor­ gangs führt zu hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit.

Dabei erweist es sich als zweckmäßig, daß der zweite Schlitten mit dem zweiten Werkzeugträger zusätzlich in Richtung der Werkstückspindelachse verfahrbar ist und die numerische Steuerung die Weginformation des die Gegen­ spindel tragenden ersten Schlittens derart mit den Wegbe­ fehlen für den zweiten Schlitten verarbeitet, daß während der Bearbeitung durch die Werkzeuge des Werkzeugrevolvers an dem in der Werkstückspindel eingespannten Werkstück die Werkzeuge des zweiten Schlittens, die an dem in die Gegenspindel eingespannten Werkstück arbeiten, nachge­ führt werden.

Üblicherweise werden die Schlittenverfahrwege von einem maschinenfesten Referenzpunkt aus berechnet. Der Refe­ renzpunkt für die Gegenspindel ist in Abhängigkeit von der Bewegung des ersten Schlittens veränderlich, so daß die Vorschubwege des zweiten Schlittens jeweils von der augenblicklichen Lage des Referenzpunktes, der Kompensa­ tionsposition, aus berechnet und gesteuert werden müssen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfin­ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform mit teilweise geschnitten dargestellten Bauteilen.

In einem stationären Spindelkasten 1 ist eine Werkstück­ spindel 1b gelagert, die ein Werkstück 2 in einer ersten Aufspannung trägt und die um eine Werkstückspindelachse 1a rotiert.

In das Werkstück 2 wird im dargestellten Betriebszustand ein Längskanal von der Frontseite her mittels eines Boh­ rers 3b gebohrt. Der Bohrer 3b ist an der Frontseite eines insgesamt mit 3 bezeichneten Werkzeugrevolvers an­ geordnet. Der Werkzeugrevolver 3 wird von einer Antriebs­ welle 3e in Längsrichtung durchsetzt. Die Antriebswelle 3e wird von der Rückseite her angetrieben. Die Drehbe­ wegung der Antriebswelle 3e überträgt sich mittels eines Stirnrads 3f und eines Zwischenrads 3g auf ein Zahnrad 3h, das mit dem Futter für den Bohrer 3b fest verbunden ist.

Die Antriebswelle 3e kann mittels einer schaltbaren Kupp­ lung 3d wahlweise mit dem Antriebsrad 3i an der Rückseite des Werkzeugrevolvers 3 umlaufend verbunden oder davon getrennt werden.

Der Werkzeugrevolver 3 sitzt auf einem x-Schlitten 5, der seinerseits auf einem z-Schlitten 6 sitzt. Auf dem x- Schlitten 5 ist in achsparalleler Anordnung eine Gegen­ spindel 4 montiert. Die Drehachse 4a der Gegenspindel 4 verläuft parallel zur Schaltachse 3a des Werkzeugrevol­ vers 3.

Zwischen Werkzeugrevolver 3 und Gegenspindel 4 ist ein Antriebsmotor 9 ebenfalls in paralleler Anordnung der Drehachse 9a angeordnet. Der Werkzeugrevolver 3, der An­ triebsmotor 9 und die Gegenspindel 4 bzw. deren jeweilige Gehäuse sind fest auf dem x-Schlitten montiert. Der An­ triebsmotor 9 besitzt ein Antriebsrad 9b, dessen Drehbe­ wegung über einen Antriebsriemen 10 sowohl auf das An­ triebsrad 3i des Werkzeugrevolvers 3 als auch auf ein An­ triebsrad 4b der Gegenspindel übertragen werden.

In die Gegenspindel 4 ist ein Werkstück 2' eingespannt, das an seiner Frontseite bereits in der ersten Aufspan­ nung in der Werkstückspindel 1b gebohrt worden ist. In die Rückseite des Werkstücks 2' wird mittels eines Boh­ rers 7b eine weitere Bohrung eingebracht. Der Bohrer 7b sitzt an der Frontseite eines als Revolverscheibe ausge­ bildeten Werkstückträgers 7. An der Frontseite sitzt - ebenfalls zur Bearbeitung des Werkstücks 2' - noch ein weiteres Drehwerkzeug, nämlich ein Drehmeißel 7c. Die am Werkzeugrevolver 3 dargestellten Werkzeuge, also der Drehmeißel 3c und der Bohrer 3b, sind ebenso wie die am Werkzeugträger 7 dargestellten Werkzeuge, also der Dreh­ meißel 7c und der Bohrer 7b, lediglich beispielhaft dar­ gestellt.

Am Umfang des Werkzeugträgers 7, der als Revolverscheibe ausgebildet ist, ist ein Abstechwerkzeug 7a angeordnet. Dieses Werkzeug ist in z-Richtung verstellbar auf dem Um­ fang der Revolverscheibe verschieblich.

Der Werkzeugträger 7 befindet sich auf einem Querschlit­ ten 8, der in Richtung x2 verfahrbar ist.

Bei einer Abwandlung der dargestellten Maschine kann der Querschlitten 8 auf einem Längsschlitten sitzen, so daß der Werkzeugträger 7 auf einem Kreuzschlitten angeordnet ist.

Claims (11)

1. Numerisch gesteuerte Drehmaschine mit einem stationä­ ren Spindelkasten (1) und einer drehbar im Spindel­ kasten (1) gelagerten Werkstückspindel (1b) zur Auf­ nahme eines Werkstücks (2) in einer ersten Auf­ spannung;
mit einer Gegenspindel (4) zur drehbaren Aufnahme des Werkstücks (2') in einer zweiten Aufspannung;
mit einem um eine Achse (3a) schaltbaren Werkzeugre­ volver (3);
mit einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen (X1; Z1) verfahrbaren ersten Schlitten (5, 6), der die Gegenspindel (4) und den Werkzeugrevolver (3) trägt;
mit einem zweiten Werkzeugträger (7), der neben der Werkstückspindel (1b) auf einem zweiten Schlitten (8) angeordnet ist, der mindestens in Richtung (X2) senk­ recht zur Werkstückspindelachse (1a) verschiebbar ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenspindel (4) und der Werkzeugrevolver (3) fest in zueinander unveränderlicher Anordnung auf dem ersten Schlitten (5, 6) angeordnet sind und daß der zweite Werkzeugträger (7) zwei Gruppen (7a; 7b) von Werkzeugen trägt, deren eine (7a) zur Bearbeitung des Werkstücks (2) an der Werkstückspindel (1b) und deren andere (7b) zur Bearbeitung des Werkstücks (2') an der Gegenspindel (4) ausgebildet und angeordnet ist.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des ersten Schlittens (5, 6) zur Be­ arbeitung des in der Werkstückspindel (1b) einge­ spannten Werkstücks (2) vom zweiten Schlitten (8), der den zweiten Werkzeugträger (7) bzw. dessen Werkzeug (7b) trägt, das ein in die Gegenspindel (4) einge­ spanntes Werkstück (2') bearbeitet, vollständig und schleppfehlerfrei kompensiert wird, und daß der Bear­ beitungsvorschubweg des zweiten Schlittens (8) jeweils ausgehend von der veränderlichen Kompensationsposition abgefahren wird.

3. Drehmaschine nach Anspruch 2, bei der der zweite Schlitten (8) mit dem zweiten Werkzeug­ träger (7) zusätzlich in Richtung der Werkstückspin­ delachse (1a) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die numerische Steuerung die Weginformationen des die Gegenspindel (4) tragenden ersten Schlittens (5, 6) derart mit den Wegbefehlen für den zweiten Schlitten (8) verarbeitet, daß während der Bearbeitung durch die Werkzeuge (3b) des Werkzeugrevolvers (3) an dem in der Werkstück­ spindel (1b) eingespannten Werkstück (2) die Werkzeuge (7b) des zweiten Schlittens (8), die an dem in die Ge­ genspindel (4) eingespannten Werkstück arbeiten, nach­ geführt werden.

4. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver (3) rotierend angetriebene Werkzeuge (3b) aufweist, und daß die Gegenspindel (4) und die Werkzeuge (3b) von einem gemeinsamen Motor (9) angetrieben werden.

5. Drehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor des Motors fest mit der Gegenspindel (4) verbunden und der Stator gehäusefest ist.

6. Drehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der rotierenden Werkzeuge (3b) mittels einer Kupplung (3d) zu- bzw. abschaltbar ist.

7. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3a) des schaltbaren Werkzeugrevolvers (3) und die Achse (4a) der Gegenspindel (4) parallel zueinander und zur Werkstückspindelachse (1a) ver­ laufen.

8. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3a) des schaltbaren Werkzeugrevolvers (3), die Achse (4a) der Gegenspindel (4) und die Achse des Motors (9) parallel zueinander sowie parallel zur Werkstückspindelachse (1a) verlaufen.

9. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (7a) des zweiten Werkzeugträgers (7), die zur Bearbeitung des von der Werkstückspindel (1b) gehaltenen Werkstücks (2) vorgesehen sind, am Außenumfang der Revolverscheibe angeordnet und in Richtung der Schaltachse der Revolverscheibe ver­ stellbar befestigt sind.

10. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bearbeitung des von der Gegenspindel (4) gehaltenen Werkstücks (2') vorgesehenen Werkzeuge (7b) an der Stirnfläche der Revolverscheibe gehaltert sind.

11. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bearbeitung des von der Gegenspindel (4) gehaltenen Werkstücks (2') vorgesehenen Werkzeuge (7b) am Außenumfang der Revolverscheibe gehaltert sind.