| WO/2004/076132 | PARALLEL ROBOTS FOR TOOLS |
| JP62099035 | MACHINE TOOL |
| JP05016043 | LINEAR GUIDE RAIL |
| 1. | Fertigungsaggregat zur automatischen Komplettbearbeitung von Werkstücken, insbesondere auf dem Drehteilefertigungssektor, mit mindestens einem fest angeordneten Gestellmodul (1) auf welchem fest oder beweglich mindestens eine Bearbeitungswerkzeugtrageinheit (2) angeordnet ist und auf dem Gestellmodul (1) mindestens eine fest angeordnete oder verfahrbare Werkstückträgereinheit (6) vorgesehen ist wobei das Gestellmodul die Werkzeugtrageinheit und die Werkstückträgereinheit gemeinsam aufnimmt oder die genannten Einheiten jeweils auf einem zugeordneten Gestellmodul angeordnet sind, und wobei die Werkzeugtrageinheit und die die Werkstücke mittels einer Werkstückaufnahmeeinrichtung (11) fest oder verfahrbar aufnehmenden Werkstückträgereinheit mit einer numerischen Steuerung zusammenwirken zur Durchführung der automatischen Komplettbearbeitung, wobei die Werkstückträgereinheit mit entsprechenden Bewegungsantrieben alle für die Komplettbearbeitung erforderlichen Werkstückbewegungen ausführt um das Werkstück in den Bearbeitungsphasen an den Werkzeugen der Bearbeitungseinheit (en) der genannten Werkzeugtrageinheit zuzustellen und vorbeizuführen, und wobei die Werkzeugtrageinheit entweder keine Vorschubbewegung oder die Vorschubund die Zustellbewegungen in allen Richtungen allein oder überlagert zur Werkstückträgereinheit ausführt zur Komplettbearbeitung des Werkstückes, und wobei die Werkzeugtrageinheit fest oder beweglich auf dem bzw. ihrem zugeordneten Gestellmodul angeordnet ist, und mit einem oder mehreren Bearbeitungswerkzeugen (2) ausgerüstet ist, und die Bearbeitungswerkzeuge der Werkzeugtrageinheit als statische Bearbeitungseinheiten (2) und/oder als mit eigenem Antrieb versehene Bearbeitungseinheiten mit oder ohne eigene AchsBewegungsAntriebe ausgebildet sind. und ferner die Werkstückträgereinheit (6) Mittel zur Aufnahme mindestens einer weiteren Bearbeitungseinheit (18) aufweist. |
| 2. | Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestellmodul im Grundriss gesehen im wesentlichen Tförmig oder länglich, insbesondere rechteckförmig oder quadratisch, ausgebildet ist. |
| 3. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestellmodul eine Befestigungsfläche (BF2) für die Aufnahme der Werkstückträgereinheit und eine weitere Befestigungsfläche (BF1) für die Aufnahme der Werkzeugtrageinheit mit den Bearbeitungswerkzeugen aufweist. |
| 4. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Bearbeitungseinheiten einoder mehrspindelige Bohr, Fräsoder andere Bearbeitungseinheiten sind, welche das zu fertigende Werkstück alleine oder gleichzeitig mit den genannten Vorschubbewegungen der Werkzeugtrageinheit und/oder der Werkstückträgereinheit komplett automatisch bearbeiten können. |
| 5. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträgereinheit allein oder zusätzlich zu den Achsenbewegungen der anderen Einheiten alle jeweils erforderlichen Achsenbewegungen ausführt und die Vorschubantriebe als Linearmotorantriebe und/oder als ServoAntriebe und/oder als SpindeVMutterAntriebe ausgebildet sind. |
| 6. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine bzw. mehrere Längenmessvorrichtungen, insbesondere eine bzw. mehrere direkte oder indirekte Wegmesseinrichtungen in geschlossenem oder offenem Regelkreis vorhanden ist bzw. sind, zur Messung der Vorschubund/oder Zustellbewegungen in allen Achsenrichtungen insbesondere auch zur Werkstückkontrollmessung. |
| 7. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträgereinheit mittels Führungsanordnungen auf dem Gestellmodul verschiebbar angeordnet ist, wobei die Führungsanordnungen vorteilhafterweise schlittenund/oder pinolenförmig, insbesondere kreuzschlittenförmig ausgebildet sind. |
| 8. | Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträgereinheit eine Werkstückaufnahmeeinrichtung aufweist die als Spindeleinheit ausgebildet ist und Mittel zum Ausführen von Zustellund Vorschubbewegungen in ZRichtung aufweist. |
| 9. | Mehrspindelige Lineartransfermaschine zur automatischen Komplettbearbeitung von Werkstücken, insbesondere auf dem Drehteilefertigungssektor, mit mehreren Fertigungsaggregaten gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8,. |
| 10. | Mehrspindelige Lineartransfermaschine gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Fertigungsaggregate mit ihren Gestellmodulen jeweils in linearer Aufreihung zueinander wechselseitig versetzt gegenüberliegend aufgestellt sind, wobei die Werkstückträgereinheiten mit ihren in festen oder beweglichen Werkstückaufnahmeeinrichtungen derart zueinander positioniert werden können, dass sie sich gegenseitig das Werkstück automatisch übergeben können, wobei die Gestellmodule zurjeweiligen festen oder beweglichen Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugtrageinheiten und zur Aufnahme von festen oder verfahrbaren Werkstückträgereinheiten dienen, und wobei die Werkstückträgereinheiten jeweils seitlich versetzt zur Grundstellung derart zueinander paarweise, im wesentlichen koaxial positioniert werden können, dass sie sich gegenseitig das Werkstück automatisch übergeben können und zur Uebergabe die Werkstückträgereinheiten in der Koaxialstellung die Werkstückübergabe ausführen und wobei die Werkstückträgereinheiten die Bewegung in die Koaxialstellung ausführen, wobei in der Bearbeitungsphase die Werkstückträgereinheiten versetzt zueinander angeordnet sind oder durch seitliches Verfahren sich paarweise ebenfalls mindestens angenähert in Koaxialstellung befinden zur Bearbeitung des Werkstückes des benachbarten Fertigungsaggregates und zur Unterstützung der benachbarten Werkstückträgereinheit zur starren Werkstückhalterung und zur Verminderung bzw. Unterdrückung von Werkstückschwingungen oder von Maschinengestellschwingungen. |
| 11. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestellmodullänge doppelt so gross ist wie der seitliche Abstand der Werkstückaufnahmeeinrichtungen bzw. der. Spindeln der Werkstückträgereinheiten in deren seitlich versetzter Grundstellung. |
| 12. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die Werzeugtrageinheit und die Werkstückträgereinheit auf dem gleichen Gestellmodul angeordnet sind. |
| 13. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung an allen Werkstückspindeln bzw. Werkstückaufnahmeeinrichtungen simultan erfolgt und die Werkstückspindeln bzw. Werkstückaufnahmeeinheiten automatisch in die Uebergabeposition geführt werden. |
| 14. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestellmodule unterschiedliche Grosse aufweisen. insbesondere, dass langere Gestellmodule für grösseren Werkstücktrager Schlittenquerhub paarweise zwischen den übrigen Gestellmodulen angeordnet sind. |
| 15. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Fertigungsaggregate ungerade ist um BearbeitungsVorgänge auf der Werkstückträgereinheit bzw. Gegenspindel bzw. Werkstückaufnahmeeinheit eines benachbarten Fertigungsaggregates ausführen zu können. oder um eine zusätzliche Arbeitsstelle für jeweils die kompliziertere Werkstückseite verfügbar zu machen. |
| 16. | @. |
| 17. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsaggregate mit ihren Spindeln bzw. Werkstückaufnahmeeinheiten paarweise in Koaxialstellung zusammenwirken, insbesondere um das freie Werkstückende abzustützen und/oder um das zweite KoaxialstellungsFertigungsaggregat zur Bearbeitung des zugehörigen Werkstückes des ersten KoaxialstellungsFertigungsaggregates simultan mitzubenutzen. |
| 18. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Werkstückträgereinheiten mit ihren Werkstückspindeln bzw. mit ihren Werkstückaufnahmeeinrichtungen nach Abschluss eines Bearbeitungszyklusses automatisch in die Uebergabeposition bewegen und nach erfolgter Werkstückübergabe in die Uebernahmestelfung bzw. in die Grundstellung zurückfahren oder sich in eine andere vorbestimmte Position bewegen. |
| 19. | Lineartransfermaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolle der Masshaltigkeit insbesondere der WerkstückMasshaltigkeit durch die Längenmessvorrichtung und/oder durch zusätzliche Messmittel direkt auf den Fertigungsaggregaten durchführbar ist mit IstwertSollwert Vergleich und mit manueller oder automatischer Durchführung der daraus sich ergebenden Korrekturen. |
Zur Bearbeitung der obgenannten Teile sind einerseits vorwiegend numerisch gesteuerte ein-und zweispindelige Revolverdrehmaschinen und Einspindeldrehautomaten, anderseits verkettet Standard- und Sondermaschinen, Mehrspindeldrehautomaten sowie Rundtakt-und Längstransfermaschinen im Einsatz. Die Ein-und Zweispindelmaschinen werden bei kleinen bis mittleren Stückzahlen, die mehrspindeligen für mittlere bis grosse Serien von Drehteilen verwendet. Die zu beschreibende Erfindung eignet sich für beide Stückzahlbereiche.
Die Verkettung von Standard-und Sondermaschinen erfordert eine lange Umrüstzeit von einem Werkstück auf ein anderes, ergibt zu grosse Umspannfehier trotz hohem Bauaufwand der Transferelemente, erhöhte Störanfälligkeit, erheblichen Platzbedarf und hohe Gesamtanschaffungskosten.
Der Mehrspindeldrehautomat mit seiner klassischen Spindeltrommel erzeugt bei den von der Praxis geforderten, hohen Drehzahlen neben schädlichen Schwingungen eine starke Wärmekonzentration und deshalb trotz teuren Gegenmassnahmen schwierig zu beherrschende thermische Dehnungen, weist eine ungenügende Flexibilität auf, kann ungeachtet vereinzelt angeordneter Gegenspindein nur einfache Rückseitenbearbeitungen ausführen, hat aus Platzgründen nicht genügend Schneidwerkeuge zur Verfügung und ausser einer schlechten Zugänglichkeit zu den einzelnen Arbeitsstationen einen erheblich behinderten Spänefall, usw.
Der grösste Anteil der Rundtakt-und Längstransfermaschinen arbeitet in der Weise, dass das zu fertigende Werkstück während des Schneidvorganges festgespannt ist und das rotierende Werkzeug am feststehenden Teil spanabhebende Operationen automatisch ausführt. Dieses Arbeitsprinzip ist bei der Herstellung von Drehteilen hoher Genauigkeit aus physikalischen Gründen nicht weiter entwicklungsfähig.
Die aussermittig umlaufenden Schneidwerkzeuge und deren Trägerelemente verursachen bei den geforderten Drehzahlen und den quadratisch ansteigenden Fliehkräften unzulässige Deformationen der Plandrehkopfführungen mit Mangelschmierung, Passungsrost, Ruck-Gleiten oder gar Festsitzen der platzbedingt kurzen Radialschlitten ; enorme Stelikräfte mit schädlich hoher Lagerbelastung im Umienkmechanismus der Axial-Radialbewegung ; Unwucht und Schwingungsprobleme infolge grosser, umlaufender Massen ; elastische und thermische Längendehnungen an den Schnittkraftübertragungsorganen ; weitere arbeitsprozessschädigende Verformungen, da kein starrer Kraftfluss vom Werkzeug zum Werkstück ; unzulässige Wärmeballungen mit unerwünschten, massbeeinflussenden Lageveränderungen infolge grosser Baufängen der hydraulischen Vorschubantriebe und deren unvermeidlichen Reibungs-und Leckölverluste. Alle obgenannten Schwachstellen betreffen die werkzeugtragenden Bearbeitungseinheiten zur Herstellung von Drehteilen auf Rundtakt-und Längstransfermaschinen. Beide Maschinenarten eignen sich auch schlecht bis gar nicht zur Bearbeitung von Futterdrehteilen.
Der Nachteil des Rundtaktmaschinenprinzips ist die in Abhängigkeit des Kreisdurchmessers festgelegte Anzahl Stationen, die keine Flexibilität bezüglich ihrer zahlenmässigen Vergrösserung oder Verkleinerung für unterschiedliche Bedarfsfälle zulässt. Ausserdem bindet sie häufig Werkstückträger in Ueberzahl, da ihre Anzahl Stationen grosser sein kann ais ihre Anzahl produktiver Arbeitsstationen, was hohe Kosten verursacht. Die Arbeitsweise mit umlaufenden Werkzeugen schränkt den Einsatz vieler Werkzeuge pro Arbeitsspindel ein, wodurch mehr Arbeitsstationen und daher grössere Abmessungen bei weiter wachsenden Wärmedehnungen und entsprechend stark steigenden Maschinenpreisen unvermeidlich sind. Schon kleinere und mittelgrosse Rundtaktmaschinen, bei denen die Werkstücktransportscheibe zugleich als Werkstückträger während der Bearbeitung dient, verursachen dimensionsbedingt bereits bei geringen Temperaturunterschieden benachbarter Baugruppen zusätzliche Fehier durch Wärmedehnungen. Dazu kommen weitere Genauigkeitsverluste durch Indexierfehler im Teilmechanismus, usw. Durch Verwendung von Maschinenteilen gleicher Ausdehnungskoeffizienten, Invarlegierungen, Reduktion bestimmter Abmessungen, bessere Anordnung und Dimensionierung gewisser Bauteile sind zwar graduelle, nicht aber prinzipielle Genauigkeitsverbesserungen der erzeugten Werkstücke erzielbar. Massgenauigkeit, geometrische Formgenauigkeit und Oberflächengüte, Werkzeugstandzeit und Bearbeitungszeit genügen den stets steigenden Anforderungen der Praxis in der Drehbearbeitung nicht mehr.
Der Nachteil der Längstransfermaschine ist die für die Rückführung der Werkstückträger zusätzlich erforderliche Transporteinrichtung. Sie führt zu einer Verdoppelung des Transportweges und damit zu einer zahlenmässigen Vergrösserung der im Umlauf befind) ichen Werkstückträger, wodurch hohe Umrüstzeiten und massiv steigende Maschinenpreise entstehen. Im übrigen gelten die bereits erwähnten Mängel des Arbeitsprinzips der umlaufenden Werkzeuge am feststehenden Werkstück für die Bearbeitung von Drehteilen.
Aus der US 4'612'690 ist eine Anordung mit versetzt gegenüberliegenden Bearbeitungseinheiten an einer Längstransfermaschine bekannt, bei welcher die taktweise Weitergabe der Werkstücke von einer Station zur nächsten mittels Transferbalken erfolgt.
Die beidseitge Drehbearbeitung mit umlaufenden Werkstücken und direkter, automatischer Weitergabe des Werkstückes von der ersten Werkstückspindel an eine koaxial gegenüberliegende zweite Werkstückspindel ohne zusätzliche Transporteinrichtung wurde zuerst mit DE 30 35 451 A1 beschrieben.
DE 33 20 940 A1 zeigt eine Maschine, die durch eine veränderte Anordnung der Baugruppen die beidseitige Bearbeitung eines Drehteiles ohne Wende-und Transportvorrichtung ermöglicht. Die Anwendung der gleichen Transfermethode an einer mehrspindeligen Längstransfermaschine ist anhand DE 33 37 198 C2 erklärt. Der hier genannte Werkzeugwechsler und die über jeder zweiten Arbeitsstation gespeicherten Spannwerkzeuge und deren Zufühmmechanismen verschlechtem die Zugänglichkeit zu den Arbeitsräumen, versperren die Anordnung weiterer Schneidwerkzeuge, ganzer Bearbeitungseinheiten oder Mess-und anderer Hilfsgeräte. Ausserdem führt jede Extrawerkzeugübergabe und Indexierbewegung zu höheren Nebenzeiten, zur Verringerung der Genauigkeit und einem deutlich höheren Bauaufwand.
Mit den vier dargelegten Verfahren ist eine beidseitige Drehbearbeitung von Werkstücken zwar möglich, eine Komplettbearbeitung auch komplexer Präzisionsdrehteile im automatischen Durchlaufbetrieb wird in keinem Fall erreicht.
Die hier beschriebene Erfindung vermeidet die vorerwähnten Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, durch unterschiedliches Aneinanderreihen oder Anordnen von zwei oder mehr baugleicher Bearbeitungs- und/oder Kontrollaggregate eine hochflexible Fertigungseinrichtung mit elektromechanischen, vorzugsweise numerisch gesteuerten Werkstückbewegungen für die automatische Komplettbearbeitung und Kontrolle von Werkstücken, insbesondere Drehteilen hoher Genauigkeit zu entwickeln.
Die Lösung dieses Problems erfolgt mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 sowie den abhängigen Patentansprüchen.
Nachstehend wird der Aufbau, die Anordung und die Funktionsweise der Erfindung an einem konkreten Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erklärt. Es zeigen : Fig. 1 Ansicht auf eine Ausführungsform des Fertigungsaggregates bestehend aus einem Gestellmodul, einer Werkzeugtrageinheit mit angedeuteten Schneidwerkzeugen und einer in ihrer Grundstellung gemäss Fig. 2 versetzt gegenüber) iegenden Werkstücktragereinheit.
Fig. 2 das wechselseitig-lineare Aneinanderreihen einzelner baugleicher Aggregate zu einer Lineartransfermaschine in einer schematisierten Draufsicht (Ausschnitt) Fig. 3 die vollständige Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante des Festigungsaggregates mit aufgebauter Fräs-Bohreinheit und angedeuteter Befestigungsart an einem gegenüberliegenden Gestellmodul (strichpunktiert gezeichnet) Fig. 4a bis 4f einige schematisch dargestellte Anordungsarten durch unterschiedliches Aufstellen oder Zusammenbauen einzelner Fertigungsaggregate ohne oder mit Aussenstützen und vereinfacht angedeuteten mäanderförmigen Beschickungs-, Arbeit-, Transfer-und Entnahmebewegungsmöglichkeiten im Grundriss Die Darlegung der Erfindung sei anhand der Figuren 1 bis 4 erklärt. Die gleichen Komponenten auf den dargestellten Ausführungsbeispielen sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figur 1 zeigt in stärker ausgezogenen Linien das Oberteil des Gestellmoduls 1 mit der Befestigungsfläche BF1 der Werkzeugseite und der Befestigungsfläche BF2 der Werkstückseite.
Auf der Werkzeugbefestigungsfläche können anstelle der angedeuteten, feststehenden Schneidwerkzeuge 2 (auch gemäss Figur 2) oder zusätzlich zu diesen ein-und/oder mehrspindelige Bohr-, Fräs-oder andere Bearbeitungseinheiten auf einer festen oder auswechselbaren und voreinstellbaren Werkzeugtrageinheit aufgesetzt werden.
Auf der Befestigungsfläche BF2 ist eine Werkstückträgereinheit aufgebaut, deren Werkstückspindel 11.2 in der X-und Z-Richtung verfahren werden kann. Diese Einheit bewegt sich direkt auf dem Gestellmodul 1, welches die Führungen 4 und den Linearantrieb für die X-Achse 5 aufnimmt (nur Gewindespindelmitte dargestellt). Auf den spielfreien Führungen 4 bewegt sich der thermosymmetrische Werkstückträgerschlitten 6.2 mit der direkt ais Z-Achse ausgebildeten Pinole 7, welche durch die Führungsstange 8 gegen Verdrehung gesichert ist, an welcher ein axial spielfreies Direktmess-System für hochgenaue Bewegungsschritte vorgesehen ist. Der Hauptantrieb erfolgt vom Motor 9 aus durch das Gehäuse 10 auf die Werkstückspindel 11.2. Die Werkstückträgerbewegungen in der X-und Z-Richtung sind numerisch gesteuert und werden mit bekannten Mitteln wie Servomotoren, vorgespannte Spindel/ Mutter-Antriebe oder durch Linearmotoren bewirkt, wobei direkte und/oder indirekte Wegmess- Systeme im geschlossenen oder offenen Regelkreis gleichen nassen einsetzbar sind und den unterschiedlichen Genauigkeitsansprüchen genügen. Beim erfindungsgemässen Fertigungsaggregåt wurde konsequent darauf geachtet, dass neben dem kürzesten Abstand zwischen Werkstückaufnahmeeinrichtung und Schneidwerkzeug auch die Distanz zwischen dem Mess-System und der Zerspanstelle einem Minimum entspricht, da diese Strecke vom ersteren nicht erfasst wird und somit zusätzliche thermische und elastische Verformungen zu unzulässigen Genauigkeitsverlusten führen können.
Die Figur 2 veranschaulicht, wie durch das wechselseitig-lineare Aneinanderreihen einzeiner, baugleicher Fertigungsaggregate eine Lineartransfermaschine mit jeder wünschbaren Anzahl Arbeitsstellen aufgebaut wird. Das stärker gezeichnete Aggregat 1 mit der Gestell-Länge 2A und der Breite B ist beispielsweise zwischen vier baugleichen, ebenfalls mit 1 bezeichneten Aggregaten eingebaut (letztere sind dünn gezeichnet). Zum besseren Verständnis der Funktionsweise zeigt die mäanderförmige Spur 12 die prinzipielle Werkstückverschiebung durch die Maschine ohne die vielen einzelnen Bewegungsschritte im Werkzeugbereich darzustellen.
Sobald die in der Werkstückdurchlaufrichtung vorgelagerte Werkstückspindel 11.1 die koaxiale Stellung zur Gegenspindel 11.2 erreicht hat, bewegen sich deren Pinolen 7 in der Z-Achse mittels der Vorschubantriebe 13 aufeinander zu. Nachdem das Werkstück 14 in bekannter Weise übergeben worden ist, verschiebt sich die Übergabespindel 11.1 sofort in ihre Ursprungslage zurück, um dort ein neues Werkstück zur Weiterbearbeitung aufzunehmen.
Die Übernahmespindel 11.2 stellt sich auf die vorgegebene Drehzahl ein und fährt gleichzeitig numerisch gesteuert mit dem Werkstück 14 an die feststehenden Schneidwerkzeuge einer schematisch dargestellten Werkzeugbestückung 2 heran. Der Drehprozess beginnt beispielshalber mit einer doppelten Aussenbearbeitung auf der Werkzeugreihe I wobei generell beidseits und in der Drehachse Innen-und Aussenoperationen aus radialer Richtung oder von der Stirnseite her mit Überkopfdrehen oder Drehrichtungswechsel gleichermassen und gleichzeitig auch bei kleinsten Durchmessern uneingeschränkt gearbeitet werden kann und zudem mit einer oder mehr rotierenden Spindeln aussermittige Operationen parallel zur Werkstückrotationsachse und zur Addition von Drehzahlen in der Drehachse durchführbar sind. Dann folgen beispielsweise vier stirnseitige Bearbeitungen mit der Werkzeugreihe II, ein Einstich mit dem Werkzeug 15 der Werkzeugreihe III und anschliessend fährt der Werkstückträgerschliften 6.2 in der X-Richtung in koaxiale Stellung zur gegenüberliegenden Spindel 11.3, worauf sich beide Pinolen 7 in der Z-Achse über die Vorschubantriebe 13 wieder aufeinander zu bewegen. Nachher wird die zuvor bearbeitete Seite des Drehteils im Synchronlauf, im gesteuerten oder wilikürlichen Spindelstillstand positionsgenau an das Spannmittel der gegenüberliegenden Werkstückspindel 11.3 übergeben. Der Werkstücktrãgerschlitten 6.2 kehrt schliesslich in seine Ausgansiage zurück um dort ein neues Werkstück zur weiteren Bearbeitung zu übernehmen.
Je nach Werkzeugbestückungen kann es zweckmässig sein, das Werkstück vor der Mäanderendstellung zu übergeben. Die Übergabestellung ist deshalb innerhalb der Mäanderüberlappungsstrecke Ü frei wählbar. In diesem Überlappungsbereich können die Fertigungsaggregate mit ihren Spindeln bezw.
Werkstückaufnahmeeinrichtungen paarweise in Koaxialstellung so zusammenwirken, dass beim Einstechen breiter Nuten oder bei schweren Einstechoperationen weit von der Einspannstelle entfemt das freie Werkstückende gehalten und abgestützt wird, wobei jeder Werkstückträger dafür einsetzbar ist.
Ein wesentlicher Erfindungsgedanke besteht auch darin, dass der Werkstückträgerschlitten 6.2 dank der einseitigen Mäanderüberlappung Ü an die beiden Vordrehwerkzeuge des Werkzeugblockes 16 der Werkzeugreihe III der Werkzeugbestückung des vorangegangenen Aggregates anfahren kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass mit Werkzeugen der vorhergehenden Arbeitsstation vorgedreht und auf der zugehörigen Werkzeugstation der Werkzeugreihe I anschliessend direkt Fertigdrehoperationen mit derselben Werkstückspannung ausgeführt werden können.
Das zu fertigende Werkstück kann für die Zerspanung und Kontrolle in der X-Z-Ebene immer von drei Seiten her an eine Vielzahl feststehender und/oder rotierender Schneid-und l Oder Messwerkzeuge herangeführt werden, wobei die einzeln oder gleichzeitig numerisch gesteuerten X-und Z-Achsen für die Werkstückübemahme, alle erforderlichen Zustell-, Vorschub-und Rückzugbewegungen des Zerspanungsprozesses und/oder der Werkstückkontrolle, den Weitertransport in die Werkstückübergabeposition und die automatische Handhabung genutzt werden ohne eine Werkstückwendevorrichtung und/oder ein separates Werkstücktransportsystem zu benötigen wobei jedes Zwischenstapeln oder Lagem von teilbearbeiteten Werkstücken vermieden wird.
Ein weiteres, wesentliches Merkmal besteht darin, dass für die Komplettbearbeitung der komplizierteren Werkstückseite von Stangen-und Futterdrehteilen durch die Anordnung einer ungeraden Anzahl Aggregate eine zusätzliche Arbeitsstation zur weiteren Erhöhung der Werkzeugzahl und damit zur Einsparung von Aggregaten, Spannmitteln und Achssteuerungen verfügbar ist. Beim. Einsatz mehrerer, zusammengebauter Einzelaggregate zu einer Längstransfermaschine wird die Leistungsfähigkeit der Maschine durch die taktzeitbestimmende, längste Einzeloperation nicht mehr gemindert, weil auf anderen Stationen durch die Vielfachanordnung von Werkzeugen während der gleichen Zeit mehrere kurze Bearbeitungen ausgeführt werden, wobei nur in Y-, B-oder aus windschiefer Richtung mit dem/den Werkzeugen an das Werkstück gefahren wird, sonst fährt immer das Werkstück mit den Bewegungsachsen X, Z und C gegen die Werkzeuge.
Je nach Werkzeugbestückung und Werkstückbeschaffenheit können genormte Aussen-und Innendrehwerkzeuge, sowie Zentrumswerkzeuge für unterschiedliche Werkstücke benützt oder übersprungen werden, aber auch fest installiert bleiben.
Die Figur 3 stellt eine vollständige Ansicht des Festigungsaggregates dar, wobei die in Figur 1 dargestellten, jeweils baugleichen Haupt-und Vorschubantriebe 10,13 anders angeordnet sind und ausserdem eine in der Y-Richtung gesteuerte Fräs-Bohreinheit 18 direkt auf dem Werkstückträgerschlitten 6 aufgebaut ist. Das Fertigungsaggregat wird über den Flansch 19 des Gestellmoduls 1 am strichpunktiert gezeichneten, gegenüberliegenden Gestellmodul 1 befestigt und auf bekannte Weise starr verbunden. Je nach Art der. Aufstellung, des Zusammenbaues oder der Verwendung der Fertigungsaggregate sind anstelle der gegenüberliegenden Gestellmodule Aussenstützen 20 gemäss Figuren 4e, f vorgesehen, welche eine korrekte Dreipunktauflage der Aggregate auf der Bodenfläche 21 ermöglichen. Ausserdem wird die tunnelartige Ausnehmung 22 für den Einbau einer Spänefördereinrichtung genutzt.
In den Figuren 4a bis 4f sind einige Zusammenbau-und Aufstellungsvarianten mit den erfindungsgemässen Fertigungsaggregaten für die automatische Komplettbearbeitung und Kontrolle von Werkstücken sowie von Baumustem für die Einzelteil-und Kleinserienfertigung mit Handbeschickung und automatischem Bewegungsablauf im Grundriss schematisch dargestellt. Die Aggregatsanordungen werden den jeweiligen Fertigungsbedürfnissen entsprechend individuell optimal zusammengestellt und sind bei Produktionsänderungen jederzeit ohne Einschränkungen oder Nacharbeiten umstellbar und der neuen Situation anpassbar.
Die mit 23 nur angedeutete Zuführung der Stangenabschnitte oder EinzeHeilrohlinge sowie die nicht gezeigte Entnahme der komplett bearbeiteten und kontrollierten Werkstücke erfolgt mit handelsüblichen Automatisierungsgeräten. Beim Verarbeiten von Stangenmaterial wird den beiden eingangsseitig angeordneten Aggregaten 1 ein automatisches Stangenlademagazin mit je einer Trenn-und Transfereinheit bekannter Bauart 24 vorgebaut, wobei letztere die beidseitig entgrateten Stangenabschnitte in das Spannwerkzeug des ersten Bearbeitungsaggregates einführt. (gem. Fig. 4a) Die Trenn-und Transfereinheit kann mit den beiden nachfolgenden Arbeitsstationen beispielsweise auch auf einem gemeinsamen Gestellmodul aufgebaut sein, an welchem sinngemäss alle weiteren Aggregate anbaubar sind (nicht dargestellt).
Bei allen, in den Figuren 4a bis 4f beispielhaft dargestelften Ausführungsvarianten werden die Werkstückspannstellen und t oder Mess-Stellen vor jedem Spann-bezw. Messvorgang automatisch gereinigt.
Beim Bau von Lineartransfermaschinen gemäss Figuren 4a und 4b für weiche die Aggregate primär entwickelt wurden, sind trotz unterschiedlicher Anzahl Aggregate keine längenabhängigen Teile wie Maschinensockel, Einheitenträger, Transferbalken, usw. notwendig. Als weitere Besonderheit ist eine Werkstückentnahme aus jeder Zwischenstation möglich und deshalb sind nur soviele Spannvorrichtungen wie aktive Arbeitsstationen für die jeweilige Komplettbearbeitung erforderlich und ausserdem sind durch das jederzeit mögliche Ein-und Ausschleusen von Werkstücken bei ausreichender Anzahl Aggregate eingangsseitig und ausgangsseitig gleichzeitig auch zwei unterschiedliche Werkstücke herstellbar.
Viele Einzelheiten und Einzelteile der dargelegten Erfindung wurden vorstehend nicht beschrieben, da sie Stand der Technik und dem Fachmann bekannt sind.