DE3320940C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zweispindeldrehmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Es sind Zweispindeldrehmaschinen bekannt, bei denen die beiden - gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Gehäuseteil vereinigten - Spindelstöcke ortsfest vor den beiden zugeordneten Längsbetten angeordnet sind, deren Querschlitten die in Werkzeugträgern, z. B. in Gestalt von Werkzeugrevolvern, gehalterten Werkzeuge tragen. Diese Werkzeuge können feststehend angeordnet (Drehmeißel u. dgl.) oder in den Werkzeug­ trägern drehbar gelagert und mit eigenen Antrieben versehen sein (Bohr- und Schleifwerkzeuge etc.). Vergleiche dazu bspw. "Werkstatt und Betrieb", 86. Jahrg. 1953, Heft 8, Seite 413 ff. Mit solchen Zweispindeldrehma­ schinen ist es möglich, entweder gleichzeitig zwei getrennte Werkstücke zu bearbeiten, oder aber das je­ weils auf der einen Arbeitsspindel auf der einen Seite bearbeitete Werkstück sodann umzuspannen und mit der zweiten Arbeitsspindel auf der anderen Seite fertig­ zustellen. Letztgenannte Bearbeitungsweise kommt ins­ besondere für die sogenannten Stangenarbeiten in Frage, bei denen die Drehteile im Abstechverfahren von Stangen­ material gewonnen werden.

Dieses Fertigungsverfahren, bei dem die Werkstücke auf der ersten Arbeitsspindel auf der einen Seite bearbeitet, sodann abgestochen und um 180° gewen­ det in der Spannvorrichtung der zweiten Arbeits­ spindel für die Fertigbearbeitung auf der zweiten Seite gespannt werden, benötigen zu ihrer Durchfüh­ rung - wenn das Umspannen des Werkstückes nicht von Hand vorgenommen werden soll - eigene Wende- und Ab­ greifeinrichtungen, die einen zusätzlichen Aufwand bedeuten und grundsätzlich verhältnismäßig lange Nebenzeiten verursachen. Dies fällt umso mehr ins Gewicht, wenn aufgrund der für ein spezielles Werk­ stück erforderlichen Bearbeitungsvorgänge sogar ein mehrfaches Umspannen des Werkstückes erforderlich wird.

Bei einer aus der DE-OS 30 35 451 bekannten Zweispindel­ drehmaschine, von der die Erfindungs ausgeht, sind die beiden Arbeitsspindeln in zwei Spindelstöcken gelagert, von denen der erste ortsfest mit dem Maschinengestell verbunden ist, während der zweite auf einem zugeord­ neten, parallel zu der Spindelachse ausgerichteten Längsbett längsverschieblich gelagert ist. Dabei sind die beiden Arbeitsspindeln immer exakt koaxial zu­ einander ausgerichtet, ohne daß eine Querbewegung einer Arbeitsspindel relativ zu der anderen Arbeits­ spindel möglich wäre. Dafür sind die den beiden Ar­ beitsspindeln zugeordneten Werkzeugträger ihrerseits jeweils auf dem Querschlitten eigener Kreuzsupporte angeordnet, deren Längsschlitten jeweils auf einem eigenen Längsbett verschieblich sind, wobei das eine Längsbett gleichzeitig zur Aufnahme des beweglichen Spindelstockes und des Längsschlittens des zugeordne­ ten Werkzeugträgers benutzt ist.

Bei dieser Drehmaschine besteht die Gefahr, daß, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, die beiden Werkzeugträger im Verlaufe der Längsvor­ schubbewegung, beispielsweise beim Ausfahren der Werkzeuge aus beiden fertig bearbeiteten Werkstücken, miteinander kollidieren. Außerdem sind bei be­ stimmten Bearbeitungsvorgängen die Wege und Neben­ zeiten beträchtlich.

Aus der DE-OS 16 02 883 ist schließlich eine Dreh­ maschine mit einem auf einem Kreuzschlitten ange­ ordneten Spindelstock bekannt. Da diese Drehmaschine aber lediglich einspindlig ausgebildet ist, tritt hier die Problematik einer Kollisionsgefahr zwischen zwei getrennten Arbeitsspindeln zugeordneten Werkzeug­ trägern nicht auf. Auch ergeben sich ganz andere Be­ dingungen hinsichtlich der Wege und Nebenzeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zweispindlige Drehmaschine zu schaffen, die sich bei vielseitiger Einsatzmöglichkeit mit sich gegenseitig nicht be­ hindernden Werkzeugträgern dadurch auszeichnet, daß insbesondere bei Stangenarbeiten die Werkstücke mit kurzen Nebenzeiten auf beiden Seiten bearbeitet werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die eingangs genannte Zweispindeldrehmaschine mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Bei dieser Zweispindeldrehmaschine ist die zweite Arbeitsspindel in einer rechtwinklig zu der ersten Spindelachse verlaufenden Richtung verstellbar. Zusammen mit dem neben dem ersten Spindelstock im Bereiche des Querjoches, d. h. in der Regel außerhalb der Längsbetten angeordneten zweiten Werkzeugträger ergibt sich damit eine wesentliche Verringerung der Kollisionsgefahr zwischen den beiden Werkzeugträgern bei der Bearbeitung von in den beiden Arbeitsspindeln gespannten Werkstücken. Auch sind die Wege und Neben­ zeiten klein, während darüber hinaus die axiale Länge der Längsbetten sehr kurz gehalten werden kann.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Verstell­ bereich des zweiten Querschlittens derart bemessen ist, daß die zweite Arbeitsspindel mit ihrer Werk­ stückspannvorrichtung auf das in der ersten Arbeits­ spindel gespannte Werkstück ausrichtbar ist, so daß zum Umspannen des Werkstückes dieses lediglich in Axialrichtung bewegt werden muß.

Um einen vollautomatischen Bewegungsablauf zu erzie­ len, ist es zweckmäßig, daß die Drehmaschine eine selbsttätige Steuerungseinrichtung für die Vorschub­ einrichtungen aufweist, durch die, anschließend an die Bearbeitung des jeweiligen in der Spannvorrich­ tung der ersten Arbeitsspindel gespannten Werkstückes, folgegesteuert der erste Werkzeugträger in eine Ruhe- oder Abstechstellung und die zweite Arbeits­ spindel in eine auf das erste Werkstück ausgerichtete Stellung überführbar sind, die zweite Werkstückspann­ vorrichtung mit dem Werkstück in Eingriff bringbar und sodann nach Lösen der ersten Werkstückspannvor­ richtung die zweite Arbeitsspindel in eine auf den zweiten Werkzeugträger ausgerichtete Arbeitsstellung bewegbar ist, während in der ersten Werkstückspann­ vorrichtung ein neues Werkstück spannbar ist.

Dieser vollautomatische Arbeitsablauf kommt ersicht­ lich ohne Zusatzeinrichtungen zum Abgreifen oder Wen­ den des Werkstückes aus und benötigt deshalb nur besondere kurze Nebenzeiten.

Der zweite Werkzeugträger kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Gehäuse aufweisen, das mit dem Querjoch verbunden ist. Die Anordnung kann aber auch derart getroffen sein, daß das Gehäuse des zwei­ ten Werkzeugträgers mit dem ersten Spindelstock verbunden ist. Diese Verbindung kann jeweils starr sein, doch kann das Gehäuse des zweiten Werkzeugträ­ gers auch längs einer Raumachse verschieblich gelagert und mit einer entsprechenden Stellvorrichtung ge­ kuppelt sein. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß ähnlich wie bei einem Fräszentrum, ein Dreh­ zentrum entsteht, bei dem Fräsflächen außermittig sowie Bohrungen etc. gefertigt werden können, ohne daß auf eine zweite Maschine für diese Arbeits­ gänge ausgewichen werden muß.

Die Werkzeugträger können entsprechend der Zahl und der Art der zum Einsatz kommenden Werkzeuge gestal­ tet sein, wobei sie für beide Arbeitsspindeln gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Be­ sonders günstige Verhältnisse hinsichtlich eines automatischen Arbeitsablaufes und der Vielfalt der Bearbeitungsmöglichkeit ergeben sich, wenn wenigstens einer der Werkzeugträger ein Werkzeugrevolver ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Ge­ genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Zweispindeldrehmaschine gemäß der Erfindung in perspektivischer schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Zweispindeldrehmaschine gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführungs­ form, ebenfalls in perspektivischer sche­ matischer Darstellung und

Fig. 3 die Zweispindeldrehmaschine nach Fig. 1 in einer Draufsicht in vereinfachter Darstel­ lung unter Veranschaulichung der Bewegungs­ vorgänge beim Umspannen eines Werkstückes.

Die in den Fig. 1, 2 dargestellte Zweispindeldreh­ maschine weist ein geschweißtes Maschinengestell 1 auf, das mit zwei Querträgern 2, 3 versehen ist, auf denen zwei steife Längsbetten 4, 5 befestigt sind, die an einem Querjoch 6 starr miteinander verbunden sind.

Jedes der Längsbetten 4, 5 trägt zwei horizontale Führungsbahnen 7, 8, auf denen ein erster Längs­ schlitten 9 bzw. ein zweiter Längsschlitten 10 längsverschieblich ist. Auf dem ersten Längsschlit­ ten 9 bzw. dem zweiten Längsschlitten 10 ist in horizontalen Führungsbahnen 11 bzw. 12 ein erster Querschlitten 13 bzw. 14 querverschieblich gela­ gert. Die Längsschlitten 9, 10 und die Querschlit­ ten 13, 14 sind jeweils mit in der Zeichnung nicht weiter veranschaulichten Vorschubeinrichtungen ge­ kuppelt, die es gestatten, den Längs- und Querschlit­ ten, vorzugsweise NC-gesteuert, die für die Durch­ führung der Bearbeitungsvorgänge erforderlichen Vorschubbewegungen in der Längs- und in der Quer­ achse zu erteilen.

Auf dem ersten Querschlitten 13 ist ein erster Werk­ zeugträger in Gestalt eines bei 15 angedeuteten Werkzeugrevolvers angeordnet, der um eine horizontale Achse schaltbar in einem den Schaltmechanismus und gegebenenfalls die Antriebsorgane für umlaufende Werkzeuge enthaltenden ersten Gehäuse 16 gelagert ist, das auf dem ersten Querschlitten 13 befestigt ist.

Der erste Werkzeugträger 15 arbeitet mit einer ersten Arbeitsspindel 18 zusammen, die in einem ersten Spindelstock 19 drehbar gelagert ist und endseitig ein bei 20 angedeutetes, beispielsweise hydrauli­ sches Spannfutter trägt. Der erste Spindelstock 19 ist auf das Querjoch 6 aufgesetzt und mit diesem starr verschraubt. Der ersten Arbeitsspindel 18 ist ein eigener Antrieb zugeordnet, der im einzelnen nicht weiter dargestellt ist.

Auf dem zweiten Querschlitten 14 ist ein zweiter Spindelstock 21 befestigt, dessen Arbeitsspindel 22 ein zweites, ebenfalls hydraulisches oder pneuma­ tisches Spannfutter 23 trägt, in das ein bei 24 angedeutetes Werkstück eingespannt ist. Die Arbeits­ spindel 22 wird über ein Getriebe 25 von einem bei 260 angedeuteten Elektromotor angetrieben, der zu­ sammen mit dem Getriebe 25 ebenfalls auf dem zwei­ ten Querschlitten 14 sitzt.

Der zweiten Arbeitsspindel 22 ist ein zweiter Werkzeug­ träger 26 in Gestalt eines Werkzeugrevolvers zugeordnet, der in einem zweiten Gehäuse 27 um eine Horizontalachse schrittschaltbar gelagert ist und bei 28 schematisch angedeutete Werkzeuge trägt, die feststehend oder umlaufend sein können. Das zwei­ te Gehäuse 27, das den Schrittschaltantrieb für den zweiten Werkzeugträger 26 und gegebenenfalls die Antriebselemente für in diesem gelagerte umlaufende Werkzeuge trägt, ist neben dem ersten Spindelstock 19 im Bereich des Querjoches 6 angeordnet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Anordnung dabei derart getroffen, daß das den zweiten Werkzeug­ träger 26 lagernde Gehäuse 27 neben dem ersten Spin­ delstock 19 auf das Querjoch 6 aufgesetzt und mit diesem starr verschraubt ist. Alternativ oder zu­ sätzlich könnte das zweite Gehäuse 27 auch mit dem ersten Spindelstock 19 starr verbunden sein.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, so daß inso­ weit eine nochmalige Erläuterung nicht notwendig ist, ist das zweite Gehäuse 27 an dem ersten Spindel­ stock 19 in Vertikalrichtung verschieblich gelagert, wie dies durch einen Pfeil V angedeutet ist. Zu die­ sem Zwecke sind an dem ersten Spindelstock 19 und an dem zweiten Gehäuse 27 zusammenwirkende Führungs­ bahnen 30 vorgesehen. Das zweite Gehäuse 27 ist mit einer nicht weiter dargestellten, gegebenenfalls ebenfalls programmgesteuerten Stellvorrichtung ge­ kuppelt, die es gestattet, das zweite Gehäuse 27 und damit den zweiten Werkzeugträger 26 in der V- Richtung um einen begrenzten Weg von beispielsweise 50 mm zu verstellen.

In einer alternativen, nicht weiter dargestellten Ausführungsform könnte das zweite Gehäuse 27 auch auf dem Querjoch 6 in Horizontalrichtung entsprechend dem Pfeil Y der Fig. 1 verstellbar gelagert sein.

Der Bewegungsablauf bei der Bearbeitung eines bei 31 schematisch angedeuteten Werkstückes ist in Fig. 3 für beide Maschinenausführungen nach den Fig. 1, 2 veranschaulicht:

In der Spannvorrichtung 20 der ersten Arbeitsspindel 18 ist eine Materialstange 32 gespannt, an deren vor­ derem Ende das Werkstück 31 von den Werkzeugen 33 des ersten Werkzeugträgers 15 von der ersten Seite her bearbeitet wird. Dabei kann das Werkstück 31 stirn­ seitig auf einer Zentrierspitze 34 laufen, die über einen entsprechenden Reitstock auf einem der Längs­ betten 4 bzw. 5 jeweils rechts von dem Längsschlit­ ten 9 bzw. 10 gelagert zu denken ist.

Während dieser Bearbeitung des Werkstückes 31 wird ein zweites Werkstück 24, das in der zweiten Spann­ vorrichtung 23 gespannt ist, von den Werkzeugen 28 des zweiten Werkzeugträgers 26 bearbeitet.

Sowie die Bearbeitung der Werkstücke 31, 24 abge­ schlossen ist, wird das zweite Werkstück 24 aus der zweiten Spannvorrichtung 23 entnommen, während der erste Werkzeugträger 15 von seinem Längs- und Quer­ schlitten 9 bzw. 13 in eine mit I bezeichnete Ab­ stechstellung überführt wird, in der ein Abstech­ werkzeug 33 a des Werkzeugträgers 15 mit der Material­ stange 32 in Eingriff gebracht wird, um das auf der ersten Seite fertig bearbeitete Werkstück 31 abzu­ stechen.

Bei Futterarbeiten, bei denen ein solcher Abstech­ vorgang nicht notwendig ist, wird der erste Werkzeug­ träger 15 in die in Fig. 3 bei II dargestellte hintere Ruhestellung zurückgezogen.

Gleichzeitig wird durch den zweiten Längs- und Quer­ schlitten 10 bzw. 14 die zweite Arbeitsspindel 22 mit ihrem Futter 23 in die in Fig. 3 mit III bezeichnete Stellung überführt, in der die zweite Arbeitsspindel 22 koaxial zu der ersten Arbeitsspindel 18 ausge­ richtet ist. Diese Überführung der zweiten Arbeits­ spindel in die Stellung III ist durch eine entsprechend große Bemessung des Verstellbereiches des zweiten Querschlittens 14 ermöglicht.

Die zweite Arbeitsspindel 22 fährt nunmehr in Achs­ richtung so weit vor, bis ihre Spannvorrichtung 23 auf das Werkzeug 31 aufgeschoben ist, worauf das Werkstück 31 von der zweiten Spannvorrichtung 23 gespannt wird.

Nunmehr wird das Werkstück 31 ganz von der Material­ stange 32 abgestochen bzw. bei Futterarbeiten wird die erste Spannvorrichtung 20 gelöst, womit das Werkstück 31 nunmehr lediglich in der zweiten Spann­ vorrichtung 23 gespannt ist und die Stelle des vorher dort befindlichen zweiten Werkstückes 24 einnimmt.

Die zweite Arbeitsspindel 22 wird anschließend seitlich in die Stellung IV überführt, womit die Materialstange 32 bereits axial um den zur Her­ stellung des nächstfolgenden Werkstückes 31 erforder­ lichen Betrag nachgeschoben und von neuem in der ersten Spannvorrichtung 20 gespannt werden kann. Bei Futterarbeiten wird das nächst folgende Werkstück in die erste Spannvorrichtung 20 eingespannt.

Im weiteren Bewegungsverlauf wird das Werkstück, ausgehend von der Stellung IV der zweiten Arbeits­ spindel 22 mit den Werkzeugen 28 des zweiten Werk­ zeugträgers 26 in Eingriff gebracht, bis die zweite Arbeitsspindel 22 nach Abschluß der nunmehr von der zweiten Seite her erfolgenden Bearbeitung des Werk­ stückes in die Entladestellung V überführt wird, in der das nunmehr mit 24 bezeichnete Werkstück aus der zweiten Spannvorrichtung 23 entnommen wird, worauf das Arbeitsspiel von neuem beginnt.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die zweite Arbeitsspindel 22 immer auf die Achse des zweiten Werkzeugträgers 26 ausgerichtet ist, kann bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der zweite Werkzeugträger 26 während der Bearbeitung der zweiten Seite des Werkstückes in der V- bzw. in der Y- oder sonst einer raumfesten Achse ver­ stellt werden, womit an dem Werkstück auch aus­ sermittige Fräs- und Bohrarbeiten vorgenommen werden können.

Die beschriebenen Bewegungsabläufe werden aufeinan­ derfolgend durch eine programmgesteuerte Steuerungs­ einrichtung ausgelöst, die die Vorschubeinrich­ tungen der Längs- und Querschlitten 9, 10 bzw. 13, 14 entsprechend ansteuert.

Claims (7)

1. Zweispindeldrehmaschine mit zwei einzeln angetriebenen, Werkstückspannvorrichtungen tragenden Arbeitsspindeln, von denen jede in einem eigenen Spindelstock gelagert ist, mit zwei im Abstand parallel zueinander verlaufen­ den Längsbetten, von denen jedes einen auf ihm ver­ schieblichen Längsschlitten und einen auf diesem ver­ schieblich gelagerten Querschlitten trägt, mit mit den Schlitten gekuppelten Vorschubeinrichtungen sowie mit wenigstens zwei den beiden Arbeitsspindeln zuge­ ordneten Werkzeugträgern für feststehende und/oder umlaufende Werkzeuge, deren Werkzeuge durch die Vor­ schubeinrichtungen vorzugsweise selbsttätig gesteuert, mit den in den Werkstückspannvorrichtungen der Ar­ beitsspindeln gespannten Werkstücken in Eingriff bringbar sind, wobei von den beiden Spindelstöcken ein erster Spindelstock ortsfest ausgebildet und von den beiden Werkzeugträgern ein erster Werkzeugträger auf dem Querschlitten des dem ersten Spindelstock zugeordneten Längsbettes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spindelstock (21) auf dem Querschlitten (14) des zweiten Längsbettes (5) sitzt und der zugehörige zweite Werkzeugträger (26) neben dem ersten Spindelstock (19) im Bereiche eines die beiden Längsbetten (4, 5) starr miteinander verbindenden Querjoches (6) angeordnet ist.

2. Zweispindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellbereich des zwei­ ten Querschlittens (14) derart bemessen ist, daß die zweite Arbeitsspindel (22) mit ihrer Werk­ stückspannvorrichtung (23) auf das in der Spann­ vorrichtung (20) der ersten Arbeitsspindel (18) gespannte Werkstück (31) ausrichtbar ist.

3. Zweispindeldrehmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine selbsttätige Steue­ rungseinrichtung für die Vorschubeinrichtungen aufweist, durch die, anschließend an die Bearbei­ tung des jeweiligen in der Spannvorrichtung (20) der ersten Arbeitsspindel (18) gespannten Werk­ stückes (31), folgegesteuert, der erste Werk­ zeugträger (15) in eine Ruhe- oder Abstechstel­ lung (II bzw. I) und die zweite Arbeitsspindel (22) in eine auf das erste Werkstück (31) ausgerichtete Stellung (III) überführbar sind, die zweite Werkstückspannvorrichtung (23) mit dem Werkstück (31) in Eingriff bringbar und sodann nach Lösen der ersten Werkstückspannvorrichtung (20) der zweite Spindelstock (21) in eine auf den zweiten Werkzeugträger (26) ausgerichtete Arbeitsstellung (IV) bewegbar ist, während in der ersten Werkstück­ spannvorrichtung (20) ein neues Werkstück spann­ bar ist.

4. Zweispindeldrehmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkzeugträger (26) ein Gehäuse (27) auf­ weist, das mit dem Querjoch (6) verbunden ist.

5. Zweispindeldrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkzeugträger (26) ein Gehäuse (27) aufweist, das mit dem ersten Spindelstock (19) verbunden ist.

6. Zweispindeldrehmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (27) des zweiten Werkzeugträgers (26) längs einer orts­ festen Raumachse (V, Y) verschieblich gelagert und mit einer entsprechenden Stellvorrichtung gekuppelt ist.

7. Zweispindeldrehmaschine nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Werkzeugträger (15, 26) ein Werkzeugrevolver ist.