DE10223538B4

DE10223538B4 - Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE10223538B4
Application number: DE2002123538
Authority: DE
Inventors: Herbert Ilg
Original assignee: ILG GmbH
Current assignee: ILG GMBH, 70736 FELLBACH, DE
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: DE10223538A1

Abstract

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken (12), insbesondere zum Bearbeiten der Wellenenden, mit einer Bearbeitungsstation (2), in welcher die Werkstücke (12) mit horizontal ausgerichteter Längsachse (I) bearbeitet werden, mindestens einem in der Bearbeitungsstation (2) vorhandenen Bearbeitungswerkzeug (3) und einer Werkstückhaltevorrichtung (10) zum Halten des Werkstücks (12) während der Bearbeitung, die zum Aufnehmen eines zu bearbeitenden Werkstücks (12) von einer Werkstückaufnahmeposition und zum Ablegen des bearbeiteten Werkstücks (12') in einer Werkstückablageposition sowie zum Verfahren zwischen Werkstückaufnahmeposition, Bearbeitungsstation (2) und Werkstückablageposition längs einer horizontalen und einer vertikalen Achse (II, III) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Verfahrachse (II) der Werkstückhaltevorrichtung (10) senkrecht zur Längsachse (I) der zu bearbeitenden Werkstücke (12) in der Bearbeitungsstation (2) verläuft und dass beide Verfahrachsen (II, III) der Werkstückhaltevorrichtung (10) als Bearbeitungsachsen (X, Y) ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken, insbesondere zum Bearbeiten der Wellenenden, mit einer Bearbeitungsstation, in welcher die Werkstücke mit horizontal ausgerichteter Längsachse bearbeitet werden, mindestens einem in der Bearbeitungsstation vorhandenen Bearbeitungswerkzeug und einer Werkstückhaltevorrichtung zum Halten des Werkstücks während der Bearbeitung, die zum Aufnehmen eines zu bearbeitenden Werkstücks von einer Werkstückaufnahmeposition und zum Ablegen des bearbeiteten Werkstücks in einer Werkstückablageposition sowie zum Verfahren zwischen Werkstückaufnahmeposition, Bearbeitungsstation und Werkstückablageposition längs einer horizontalen und einer vertikalen Achse ausgebildet ist.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der DE 197 34 301 C1 bekannt. Diese Maschine weist gegenüber früheren Maschinen zur Bearbeitung von Wellenenden bereits erhebliche Vorteile auf, da die Werkstücke nicht nur von der Haltevorrichtung während der Bearbeitung gehalten werden, sondern durch die Werkstückhaltevorrichtung auch zwischen einer Werkstückaufnahmeposition und der Bearbeitungsstation sowie zwischen der Bearbeitungsstation und einer Werkstückablageposition verfahrbar sind. Die Be- und Entladung mit Werkstücken ist dadurch schnell und kostengünstig, da einerseits Ein- und Ausspannen in eine separate Haltevorrich tung entfallen und andererseits keine separate Beladeeinrichtung erforderlich ist.

Aus der DE 199 06 014 A1 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, bei welcher die horizontale Verfahrachse der Werkstückhaltevorrichtung senkrecht zur Längsachse der zu bearbeitenden Werkstücke in der Bearbeitungsstation verläuft. Diese Werkzeugmaschine dient jedoch zur Bearbeitung von Futterteilen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll die Be- und Entladezeit weiter verkürzt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die horizontale Verfahrachse der Werkstückhaltevorrichtung senkrecht zur Längsachse der zu bearbeitenden Werkstücke in der Bearbeitungsstation verläuft und dass beide Verfahrachsen der Werkstückhaltevorrichtung als Bearbeitungsachsen ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß verläuft somit nicht nur die vertikale Verfahrachse sondern auch die horizontale Verfahrachse der Werkstückhaltevorrichtung senkrecht zur Wellenachse. Die zum Be- und Entladen erforderliche Verfahrstrecke ist daher nicht von der Länge des Werkstückes abhängig und kann entsprechend kurz gewählt werden. Damit verkürzt sich auch die Be- und Entladezeit. Außerdem wird Bauraum eingespart.

Zusammen mit der Vorschubachse der Werkzeuge, die insbesondere senkrecht zu den beiden Verfahrachsen der Werkstückhaltevorrichtung verläuft, kann durch die Ausbildung der beiden Verfahrachsen der Werkstückhaltevorrichtung als Bearbeitungsachsen vorteilhafterweise eine Drei-Achsen-Bearbeitung durchgeführt werden. Damit können an den Stirnseiten von Wellen, beispielsweise an dort vorhandenen Flanschen, beliebige Bohrbilder erzeugt oder Fräsoperationen, wie beispielsweise ringförmige Einstiche, durchgeführt werden. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist dadurch besonders vielseitig einsetzbar.

Jedem Ende der zu bearbeitenden Werkstücke ist bevorzugt ein Werkzeug zugeordnet. Damit wird eine gleichzeitige Bearbeitung beider Enden ermöglicht und eine dementsprechend kurze Bearbeitungszeit erreicht.

Zur Bearbeitung der Werkstücke können Werkzeugrevolver, insbesondere Kronenrevolver, vorgesehen sein. Diese ermöglichen vorteilhafterweise unterschiedliche Bearbeitungen ohne Werkzeugwechsel.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können zur Bearbeitung auch feste Spindelstöcke vorgesehen sein. Dabei kann ein Paar einander gegenüberliegender Spindelstöcke zur gleichzeitigen Bearbeitung der beiden Enden eines Werkstückes vorgesehen sein. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung können aber auch zwei derartige Paare vorgesehen sein. Dadurch können gleichzeitig die beiden Enden zweier Werkstücke bearbeitet werden. Die Ausbringung der Maschine ist dadurch vorteilhafterweise verdopppelt.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist bevorzugt so aufgebaut, dass die horizontale Verfahrachse von der Vorderseite zur Rückseite der Werkzeugmaschine verläuft, und die Werkzeugachsen quer hierzu. Dieser Aufbau ermöglicht insbesondere einen guten Zugang zu der Bearbeitungsstation.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Maschinenständer vorgesehen, der einen Horizontalschlitten trägt, an dessen Vorderseite ein Vertikalschlitten angeordnet ist, der seinerseits die Werkstückhaltevorrichtung trägt. Durch eine derartige Doppelschlittenanordnung kann in geschickter Weise die Verfahrbarkeit der Werkstückhaltevorrichtung längs einer horizontalen und einer vertikalen Achse verwirklicht werden.

Die Werkstückaufnahmeposition und die Werkstückablageposition sind bei einem derartigen Aufbau bevorzugt in einem quer durch den Maschinenständer verlaufenden Tunnel angeordnet. Dabei werden die Werkstücke insbesondere durch den Maschinenständer durchgetaktet. Auch dadurch ergibt sich ein vorteilhafter, insbesondere platzsparender Aufbau mit guter Zugänglichkeit.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,
2 eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine von 1,
3 eine Draufsicht auf die Oberseite der Werkzeugmaschine von 1,
4 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine von 1,
5 eine Vorderansicht einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, und
6 einen Ausschnitt von 5 in vergrößerter Darstellung.
Die in den 1 bis 4 dargestellte Werkzeugmaschine umfasst einen Maschinenständer 1, an dessen Vorderseite eine Bearbeitungsstation 2 ausgebildet ist, in welcher wellenförmige Werkstücke mit horizontal ausgerichteter Wellenachse I bearbeitet werden können. An der Vorderseite des Maschinenständers 1 sind hierfür zwei Kronenrevolver 3 auf je einem Schlitten 4 längs horizontal verlaufender Schienen 5 verfahrbar angeordnet. Die Kronenrevolver 3 sind dabei einander zugewandt und weisen koaxiale Bewegungsachsen Z₁ und Z₂ auf.
Der Maschinenständer 1 trägt auf seiner Oberseite einen weiteren Schlitten 6, der längs horizontaler Schienen 7 senkrecht zur Vorderseite des Maschinenständers 1 verfahrbar ausgebildet ist. Der Schlitten 6 weist auf seiner Vorderseite seinerseits vertikal verlaufende Schienen 8 auf, längs welcher noch ein Schlitten 9 verfahrbar geführt ist. Der Schlitten 9 trägt eine Werkstückhaltevorrichtung 10, die mit zwei Greifern 11 zum Halten eines wellenförmigen Werkstücks 12 ausgestattet ist. Die Greifer 11 sind dabei so ausgebildet und angeordnet, dass die Achse I eines von den Greifern 11 gehaltenen Werkstücks 12 horizontal und parallel zur Vorderseite des Maschinenständers 1 verläuft.
Über die Schlitten 6 und 9 ist die Werkstückhaltevorrichtung 10 zwischen der Bearbeitungsstation 2 und einer hinter der Bearbeitungsstation 2 gelegenen Werkstückwechselstation 13 längs einer horizontalen Achse II und einer vertikalen Achse III verfahrbar. Die Werkstückwechselstation 13 ist dabei in einem von oben zugänglichen Abschnitt eines quer durch den Maschinenständer 1 geführten Tunnels 14 ausgebildet, durch welchen eine Werkstücktransportvorrichtung 15 hindurchgeführt ist. Die Werkstücktransportvorrichtung 15 umfasst eine Art Förderband 16, auf welchem Werkstückträger 17 mit Prismenaufnahmen 18 verfahrbar sind. Es sind jeweils Paare von Prismen 18 nebeneinander angeordnet, so dass unbearbeitete Werkstücke 12 und bearbeitete Werkstücke 12' unterschiedlich abgelegt werden können.
Die horizontale und die vertikale Verfahrachse II, III der Werkstückhaltevorrichtung 10 sind jeweils als Bearbeitungsachse Y und X ausgebildet. Insbesondere numerisch gesteuert kann dadurch die Werkstückhaltevorrichtung 10 mit dem von den Greifern 11 gehaltenen Werkstück 12 in der Bearbeitungsstation 2 in die jeweils erforderliche Bearbeitungsposition bewegt werden.
Zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken 12 werden diese mittels der Transportvorrichtung 15 der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zugeführt. Die Zufuhr erfolgt dabei insbesondere getaktet zu der Werkstückwechselstation 13, von wo die Werkstücke 12 durch die Werkstückhaltevorrichtung 10 aufgenommen werden. Hierzu verfährt die Werkstückhaltevorrichtung 10 längs der Schienen 7 und 8 in die Werkstückwechselstation 13. Nachdem ein Werkstück 12 von den Greifern 11 der Werkstückhaltevorrichtung 10 ergriffen ist, verfährt diese längs der Schienen 8 nach oben und längs der Schienen 7 nach vorne in Richtung auf die Bearbeitungsstation 2. Durch Verfahren längs der Schienen 8 nach unten wird das Werkstück 12 dann zwischen den beiden Kronenrevolvern 3 positioniert, wo beide Enden des Werkstücks 12 gleichzeitig durch je ein zuvor ausgewähltes Werkzeug der beiden Werkzeugrevolver 3 bearbeitet werden kann. Hierzu verfahren die beiden Kronenrevolver 3 längs der Schienen 5 in Richtung der Bearbeitungsachsen Z₁ und Z₂. Je nach geforderter Bearbeitung des Werkstücks 12 kann außerdem der Werkstückhalter 10 längs der Schienen 8 in Richtung der Bearbeitungsachse X und längs der Schienen 7 in Richtung der Bearbeitungsachse Y bewegt werden.
Nach Ende der Bearbeitung werden die beiden Kronenrevolver 3 auseinandergefahren und das bearbeitete Werkstück durch Hochfahren des Werkstückhalters 10 längs der Schienen 8 und Zurückfahren längs der Schienen 7 auf das zweite Prismenpaar 18 des in der Werkstückwechselstation 13 vorhandenen Werkstückträgers 17 abgelegt. Dann wird der Werkstückhalter 10 weiter getaktet und das nächste zu bearbeitende Werkstück 12 vom ersten Prismenpaar 18 aufgenommen und so fort.
Die in den 5 und 6 gezeigte Werkzeugmaschine stimmt mit der Werkzeugmaschine in den 1 bis 4 weitgehend überein. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass hier anstelle der Kronenrevolver 3, wie man insbesondere in 6 erkennt, vier Paare von festen Spindelstöcken 19, 20 vorgesehen sind. Dabei sind jeweils zwei Spindelpaare 19, 20 nebeneinander und übereinander angeordnet, so dass zwei von entsprechenden Greifern 11 nebeneinandergehaltene Werkstücke 12 jeweils gleichzeitig an ihren vier Enden von den beiden oberen Spindelstockpaaren 19 und/oder von den beiden unteren Spindelstockpaaren 20 bearbeitet werden können. Hierzu sind die die Spindelstöcke 19, 20 tragenden Schlitten 4 wieder längs horizontaler Schienen 5 an der Vorderseite des Maschinengestells 1 längs Bearbeitungsachsen Z₁ und Z₂ verfahrbar.
Die Funktionsweise dieser zweiten Variante stimmt im wesentlichen mit der Funktionsweise der ersten Variante überein. Es werden lediglich jeweils zwei Werkstücks 12 gleichzeitig in der Werkstückwechselstation 13 aufgenommen und der Bearbeitungsstation 2 zugeführt, wo beide Werkstücke 12 gleichzeitig bearbeitet werden. Anschließend werden die beiden bearbeiteten Werkstücke 12' gemeinsam in der Werkstückwechselstation 13 abgelegt und nach Weitertakten der Transportvorrichtung 15 zwei neue Werkstücke 12 aufgenommen und so fort.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ermöglicht somit eine schnelle Be- und Entladung und insgesamt eine kurze Bearbeitungszeit. Außerdem ist der Platzbedarf verhältnismäßig gering. Über die Kronenrevolver können verschiedenste Bearbeitungen an den Enden von wellenförmigen Teilen vorgenommen werden.

1: Maschinengestell
2: Bearbeitungsstation
3: Kronenrevolver
4: Schlitten
5: Schiene
6: Schlitten
7: Schiene
8: Schiene
9: Schlitten
10: Werkstückhaltevorrichtung
11: Greifer
12: Werkstück
12': Werkstück
13: Werkstückwechselstation
14: Tunnel
15: Transportvorrichtung
16: Förderband
17: Werkstückträger
18: Prisma
19: Spindelstock
20: Spindelstock
I: Wellenachse
II: Bewegungsachse von 10
III: Bewegungsachse von 10
X: Bearbeitungsachse
Y: Bearbeitungsachse
Z₁, Z₂: Bearbeitungsachse

Claims

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von wellenförmigen Werkstücken (12), insbesondere zum Bearbeiten der Wellenenden, mit einer Bearbeitungsstation (2), in welcher die Werkstücke (12) mit horizontal ausgerichteter Längsachse (I) bearbeitet werden, mindestens einem in der Bearbeitungsstation (2) vorhandenen Bearbeitungswerkzeug (3) und einer Werkstückhaltevorrichtung (10) zum Halten des Werkstücks (12) während der Bearbeitung, die zum Aufnehmen eines zu bearbeitenden Werkstücks (12) von einer Werkstückaufnahmeposition und zum Ablegen des bearbeiteten Werkstücks (12') in einer Werkstückablageposition sowie zum Verfahren zwischen Werkstückaufnahmeposition, Bearbeitungsstation (2) und Werkstückablageposition längs einer horizontalen und einer vertikalen Achse (II, III) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Verfahrachse (II) der Werkstückhaltevorrichtung (10) senkrecht zur Längsachse (I) der zu bearbeitenden Werkstücke (12) in der Bearbeitungsstation (2) verläuft und dass beide Verfahrachsen (II, III) der Werkstückhaltevorrichtung (10) als Bearbeitungsachsen (X, Y) ausgebildet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (3) längs einer dritten, zu den beiden anderen Bearbeitungsachsen (X, Y) senkrechten Bearbeitungsachse (Z₁, Z₂) verfahrbar ausgebildet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ende der zu bearbeitenden Werkstücke (12) ein Werkzeug (3) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung Revolver, insbesondere Kronenrevolver (3) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bearbeitung feste Spindelstöcke (19, 20) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar einander gegenüberliegender Spindelstöcke zur gleichzeitigen Bearbeitung der beiden Enden eines Werkstücks (12) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Paar einander gegenüberliegender Spindelstöcke (19, 20) zur gleichzeitigen Bearbeitung der vier Enden zweier Werkstücke (12) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Verfahrachse (II) von der Vorderseite zur Rückseite der Werkzeugmaschine verläuft, und die Werkzeugachsen (Z₁, Z₂) quer hierzu.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Maschinenständer (1) vorgesehen ist, der einen Horizontalschlitten (6) trägt, an dessen Vorderseite ein Vertikalschlitten (9) angeordnet ist, der seinerseits die Werkstückhaltevorrichtung (10) trägt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeposition und die Werkstückablageposition in einem quer durch den Maschinenständer (1) verlaufenden Tunnel (14) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (12) durch den Maschinenständer (1) durchtaktbar sind.