DE3943553A1 - Bearbeitungszentrum mit verstellbarem mehrspindelbohrkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

In Bearbeitungszentren werden Mehrspindelbohrköpfe verwendet, wenn in den zu bearbeitenden Werkstücken mehrere, nicht allzuweit voneinander entfernte achs­ parallele Bohrungen angebracht werden müssen. Der Mehr­ spindelbohrkopf, wie er bspw. aus der DD-PS 34 868 bekannt ist, enthält ein Getriebegehäuse, in dem eine Eingangswelle drehbar gelagert ist. Die Eingangswelle treibt ein Verteilergetriebe, dessen Ausgangswellen die mit den Bohrern bestückten Bohrspindeln sind.

Zum Anschluß des Mehrspindelbohrkopfes an die Werkzeugspin­ del des Bearbeitungszentrums ist die Eingangswelle mit einem Werkzeugschaft versehen, der die gleichen Ab­ messungen und dieselbe Gestalt aufweist wie Werkzeug­ schäfte für einzelne, in der Werkzeugspindel aufzu­ nehmende Werkzeuge. Die Eingangswelle dient deswegen neben der Drehmomenteinleitung in den Mehrspindelbohr­ kopf auch gleichzeitig der Halterung des Bohrkopfes. Da sich der solchermaßen befestigte Bohrkopf infolge des auf das Gehäuse ausgeübten Reaktionsdrehmomentes um die Eingangswelle mitdrehen würde, ist zusätzlich eine Drehmomentstütze am Gehäuse des Bohrkopfes vor­ gesehen, die mit einer entsprechenden Drehmomentstütze neben der Werkzeugspindel des Bearbeitungszentrums zusammenwirkt.

Die Lage der Drehmomentstütze am Gehäuse bzw. an der entsprechenden Vorderseite des Spindelstocks des Be­ arbeitungszentrums legt die azimutale Lage der einzel­ nen Bohrspindeln im Raum bzw. bezüglich der Rotations­ achse der Werkzeugspindel fest. Gleiche Bohrbilder, die sich nur in der Drehlage unterscheiden, erfordern je­ weils entsprechend angepaßte Mehrspindelbohrköpfe.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bearbeitungszentrum zu schaffen, mit dem es möglich ist, mit einem einzigen Mehrspindelbohrkopf Bohrbilder an einem Werkstück zu erzeugen, die sich nicht nur im seitlichen Versatz, sondern auch in einer Drehung voneinander unterscheiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsge­ mäße Bearbeitungszentrum durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, räumlich weit auseinandergezogene Bohr­ bilder, die aus sich wiederholenden Abschnitten be­ stehen, in Teilbilder aufzulösen, die nacheinander durch Verschwenken des Bohrkopfes und einem entsprechen­ den seitlichen Versatz des Werkstückes gebohrt werden können. Es ist hierdurch möglich, einen Bohrkopf zu verwenden, der nur soviele Bohrspindeln enthält, wie es den Teilbohrbildern entspricht. Zwar ergibt sich hierdurch eine geringfügige Verlangsamung bei dem Er­ zeugen sämtlicher Bohrungen, doch überwiegt der Kostenvorteil infolge des einfacheren Bohrkopfes, der außerdem wegen seiner geringen Masse die Werkzeugspindel bzw. der Werkzeugwechsler des Bearbeitungszentrum weniger belastet. Schließlich ergibt sich auch ein Vorteil insofern, als der nun erforderliche kleinere Bohrkopf ohne weiteres im Magazin des Bearbeitungszentrums untergebracht werden kann, und, obwohl er in der Lage ist, mehrere Bohrbilder zu erzeugen, nur einen bis maximal drei Plätze im Magazin erfordert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert einen Spindelstock eines Bearbeitungszentrums, in einer Ansicht von dem Werkstück her, und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem Spindelkopf des Bearbeitungszentrums, ähnlich dem nach Fig. 1 mit einem drehbaren Träger für die Drehmoment­ stütze, in einer geschnittenen Seitenansicht.

Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Spindelstock 1 eines Bearbeitungszentrums. Der Spindelstock 1 sitzt an einer Vertikalführung 2, die ihrerseits auf einem Schlitten 3 befestigt ist. Der Schlitten 3 ruht auf einer Längsführung 4, die sich an der Oberseite eines weiteren Schlittens 5 befindet, der auf einem Maschi­ nensockel oder Fundament 6, bezogen auf Fig. 1, von rechts nach links hin- und herverstellbar ist. Diese Führungen definieren Achsen, längs derer der Spindel­ stock 1 zur Bearbeitung eines nicht gezeigten Werk­ stückes gesteuert zu bewegen ist.

Der Spindelstock 1 enthält ein Gehäuse 7, in dem eine Werk­ zeugspindel 8 gelagert ist, deren dem zu bearbeitenden Werk­ stück zugekehrten Vorderseite 9 in der Zeichnung erkennbar ist. Der Antrieb für die Werkzeugspindel 8 befindet sich an der Rückseite und ist aus Darstel­ lungsgründen nicht sichtbar. Die Werkzeugspindel 8 rotiert um eine Drehachse 11, die auf der Zeichenebene senkrecht steht und horizontal verläuft.

An der Vorderseite 9 der Werkzeugspindel 8 befindet sich zum Ankuppeln von standardisierten Aufnahme­ schäften eine eintsprechend komplementäre Werkzeug­ aufnahme 12, beispielsweise in Gestalt einer Steilke­ gelaufnahme 12.

Seitlich neben der Vertikalführung 2 weist das Bearbei­ tungszentrum ein Werkzeugmagazin 13 auf, das einen um eine horizontale Achse 14 drehbar gelagerten Werkzeug­ revolver 15 enthält. Der Werkzeugrevolver 15 ist mit einer Vielzahl von Aufnahmeplätzen für Werkzeuge ver­ sehen, von denen eines in Gestalt eines Mehrspindelbohr­ kopfes 16 schematisch dargestellt ist. Der Werkzeug­ revolver 15 kann durch einen nicht sichtbaren Antrieb um die Achse 14 gedreht werden, bis das jeweils ge­ wünschte Werkzeug zu einem Greifer 17 geschafft ist, der das Werkzeug aus dem Revolver 15 entnimmt und in die Werkzeugaufnahme 12 der Maschinenspindel 8 über­ führen kann.

Das Werkzeugmagazin 13 und der Greifer 17 sind von der üblichen Bauart und brauchen deswegen, da sie mit der eigentlichen Erfindung nichts zu tun haben, nicht wei­ ter erläutert zu werden.

Schließlich ist seitlich neben der Werkzeugspindel 8 an dem Gehäuse 7 eine Drehmomentstütze in Gestalt ei­ nes zylindrischen Zapfens 18 vorgesehen, der sich parallel zu der Werkzeugspindel 12 neben dieser er­ streckt. Er wirkt in einer weiter unten beschriebenen Weise mit dem Mehrspindelbohrkopf 16 zusammen.

Der Mehrspindelbohrkopf 16 ist in Fig. 2 in einer Sei­ tenansicht vergrößert dargestellt und weist ein Ge­ häuse 19 auf, dessen äußere Gestalt im wesentlichen durch das jeweils zu erzeugende Bohrbild festgelegt. In dem Gehäuse 19 ist eine Eingangswelle 22 drehbar um eine Rotationsachse gelagert ist. Die Rotationsachse fällt mit der Rotationsachse zusammen, wenn der Mehrspindelbohrkopf 16 in der Werkzeugaufnahme 12 eingesetzt ist. Die Eingangswelle 22 trägt hierzu eine an die Werkzeugaufnahme 12 angepaßte Kupplungs­ einrichtung, beispielsweise in Gestalt eines Steil­ kegels 24, der an seinem verjüngten Ende in bekannter Weise mit einem Anzugsbolzen 25 versehen ist. Der An­ zugsbolzen 25 wirkt mit in der Werkzeugspindel 8 vor­ handenen Werkzeugspannern zusammen und soll den Steil­ kegel 24 in die Werkzeugaufnahme 12 hineinziehen.

Der Steilkegel 24 ist an seinem Ende mit dem größeren Durchmesser mit einer Greiferrille 26 versehen, in die zum Werkzeugwechsel der Greifer 17 eingreift und mit­ tels derer der Mehrspindelbohrkopf 16 in dem Werkzeug­ revolver 15 festgehalten wird.

Die in dem Gehäuse 19 drehbare Eingangswelle 22 treibt ein in dem Gehäuse 19 angeordnetes Verteilergetriebe, dessen Ausgangswellen von in dem Gehäuse 19 drehbar gelagerten Bohrspindeln 27 gebildet sind. Die Bohr­ spindeln 27 sind zueinander und zu der Eingangswelle 22 achsparallel und tragen drehfest entsprechende Bohr­ werkzeuge 28. Die Anordnung der Bohrspindeln 27 an dem Gehäuse 19 entspricht dem jeweils zu erzeugenden Bohr­ bild.

Der Mehrspindelbohrkopf 16 trägt eine komplementäre Drehmomentstütze 32, die starr und unveränderlich mit dem Gehäuse 19 des Mehrspindelbohrkopfes 16 verbunden ist. Dagegen sitzt die Drehmomentstütze 18 des Bearbeitungszentrums auf einem Träger 67, der koaxial zu der Werkzeugspindel 8 in dem Gehäuse 7 des Spindelstocks 1 gelagert ist. Der Träger 67 ist hier stark schematisiert dargestellt und besteht bei­ spielsweise aus einer Scheibe, die axial ge­ sichert in dem Gehäuse 7 drehbar ist. Sie trägt an ihrem Außenumfang eine Stirnverzahnung 68, mit der ein Ritzel 69 kämmt. Dieses Ritzel 69 sitzt auf einer symbolisch angedeuteten Welle 71, die das Ritzel 69 mit einem Getriebemotor 72 verbindet, der über die nicht ver­ anschaulichte zentrale Steuerung in beliebige Positionen gesteuert werden kann. Durch den Getriebemotor 72 kann der scheibenförmige Träger 67 wahlweise in eine umlaufende Bewegung gebracht werden, wobei die Dreh­ momentstütze 18 mit konstantem Radius um die Rotations­ achse 11 der Werkzeugspindel 8 umläuft. Durch Anhalten des Getriebemotors 72 wird der Träger 67 unter Erzeu­ gung eines Haltemomentes stillgesetzt.

Ersichtlicherweise kann dadurch das Gehäuse 19 des Mehr­ spindelbohrkopfes 16 in jede beliebige Drehstellung ge­ bracht werden. Der besondere Vorteil dieses Ausführungs­ beispiels besteht in der Zeitersparnis beim Umstellen auf eine andere Bohrbildlage, weil ein Zurückfahren des Spindelstocks 1 in eine definierte Lage entbehrlich ist. Stattdessen kann der Mehrspindelbohrkopf 16 an jeder beliebigen Stelle des Spindelstocks 1 verdreht werden, sobald die Bohrwerkzeuge außer Eingriff von dem zu be­ arbeitenden Werkstück sind.

Claims (1)

1. Bearbeitungszentrum mit wenigstens einer in einem Spindelgehäuse (7 ) drehbar gelagerten und angetriebenen Werkzeugspindel (8 ), die an ihrem vorderen,einem zu bearbeitenden Werkstück zugekehr­ ten Ende (9) eine Werkzeugwechselkupplung (12) für einen ein Gehäuse (19) aufweisenden Mehrspindelbohr­ kopf (66) enthält, und mit einer gegenüber der Werk­ zeugspindel (8) seitlich versetzten Drehmoment­ stütze (18) für das Gehäuse (19) des Mehrspindelbohr­ kopfes (66), dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ momentstütze (18) auf einem Träger (67) angeordnet ist, der an dem Spindelgehäuse (7 ) drehbar und koaxial zu der Werkzeugspindel (8 ) gelagert ist, derart, daß sich die Drehmomentstütze (18) bei einer Drehung des Trägers (67) mit konstantem Radius um die Werk­ zeugspindel (8) herumbewegt, und daß ein gesteuer­ ter Antrieb (72) für den Träger (67) vorgesehen ist, durch den der Träger (67) wahlweise zu drehen und unter Erzeugung eines Haltemomentes stillzusetzen ist.