DE69428724T2

DE69428724T2 - Drehautomat

Info

Publication number: DE69428724T2
Application number: DE69428724T
Authority: DE
Inventors: Shozo Kasuya; Satoru Ozawa
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 1993-02-27
Filing date: 1994-02-25
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2014-02-26
Also published as: DE69424081T2; EP0613745A1; EP0613745B1; EP0893184B1; EP0893184A1; DE69428724D1; US5564171A; DE69424081D1; US5778504A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Drehmaschine.

Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Ein Beispiel einer automatischen Drehmaschine ist wie folgt konstruiert. Diese automatische Drehmaschine weist einen Spindelstock auf, der in der Richtung einer Z-Achse parallel zur axialen Richtung der Hauptspindel bewegbar konstruiert ist. Ein Paar Mehrfach- Werkzeug-Träger ist vor dem Spindelstock bzw. auf beiden Seiten (z.B der rechten und linken Seite) desselben angeordnet. Die Mehrfach-Werkzeug-Träger sind in den Richtungen einer X-Achse und Y-Achse senkrecht zur Z-Achsenrichtung bewegbar konstruiert. Die Steuerungen der Mehrfach-Werkzeug-Träger in X- und Y-Achsen-Richtung werden nicht unabhängig durchgeführt. Beide Mehrfach-Werkzeug-Träger führen zum Beispiel die gleiche Bewegung in der X-Achsen-Richtung aus. In Y-Achsen- Richtung können die Mehrfach-Werkzeug-Träger die gleiche Bewegung ausführen oder ein Mehrfach-Werkzeug-Träger bewegt sich in Y-Achsen- Richtung (aufwärts) vorwärts, während sich der andere Mehrfach-Werkzeug- Träger entgegengesetzt in Y-Achsen- Richtung (abwärts) bewegt, weil beide Mehrfach-Werkzeug-Träger durch einen Zahnstangenmechanismus verbunden sind.
Gemäß dem obigen herkömmlichen Aufbau können beide Mehrfach-Werkzeug- Träger jedoch nicht gleichzeitig verwendet werden, um Werkstücke zu bearbeiten, weil ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger Bewegungen durchführt, die miteinander verbunden sind, oder ihre Verwendung ist begrenzt, so daß, während einer (der Werkzeug-Träger) zur maschinellen Herstellung eines Werkstückes verwendet wird, der andere nicht für die nächste maschinelle Herstellung fertig ist (um neben dem Werkstück zu warten). Deshalb wird lediglich ein Mehrfach-Werkzeug-Träger verwendet, um Werkstücke sequentiell herzustellen, wobei eine längere Herstellungszeit erforderlich ist. Dies reduziert unvermeidlich die Produktivität.
Ein Aufbau zur Anbringung einer Mehrzahl Arbeitswerkzeuge auf einem Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger wird weiter unten erörtert. Solche Arbeitswerkzeuge sind in Ausrichtung mit vorgegebenen Abständen angeordnet, wobei ihre freien Enden in einer Linie ausgerichtet sind. Bei der maschinellen Herstellung eines Werkstückes kann es einen Fall geben, wo das Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger bewegt wird, um zu bewirken, daß das freie Ende eines der Arbeitswerkzeuge, das auf jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert ist, die äußere Fläche des Werkstückes berührt, und maschinelles Herstellen, wie z. B. Drehen oder Bohren dann ausgeführt wird, indem die zwei Arbeitswerkzeuge an die jeweiligen Seiten des Werkstückes gebracht wurden.
Um die Arbeitswerkzeuge an jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger anzubringen, werden die Arbeitswerkzeuge eines nach dem anderen positioniert und dann durch Befestigungselemente gesichert. Bei der tatsächlichen Anbringung ist es jedoch wahrscheinlich, daß ein Anbringungsfehler auftritt, so daß die freien Enden aller Arbeitswerkzeuge nicht präzise in einer Linie ausgerichtet sind. Das heißt, daß die freien Enden einiger Arbeitswerkzeuge Abweichungen in einer Richtung zu dem gegenüberliegenden Mehrfach-Werkzeug-Träger hin und von diesem weg aufweisen können.
Einige Werkstücke, die einer Drehung unterliegen, können einen sehr kleinen äußeren Durchmesser aufweisen, und wenn der äußere Durchmesser dem erwähnten Anbringungsfehler der Arbeitswerkzeuge nahekommt, können die folgenden Probleme auftreten. Weil die Abstände zwischen den Arbeitswerkzeugen konstant sind kommen die freien Enden der anderen Arbeitswerkzeuge, wenn die freien Enden von zwei vorbestimmten Arbeitswerkzeugen einander zu der Zeit nahe kommen, bei der diese zwei Arbeitswerkzeuge an vorbestimmten Positionen positioniert sind, auch denen der gegenüberliegenden Arbeitswerkzeuge nahe. Zu dieser Zeit können, wenn es irgendwelche gegenüberliegenden Arbeitswerkzeuge gibt, die wegen des vorher erwähnten Anbringungsfehlers jeweils mehr als die anderen auf der gleichen Seite hervorstehen, die freien Enden solcher zwei Arbeitswerkzeuge aneinander stoßen, die aneinander stoßenden Arbeitswerkzeuge können gekerbte Blätter oder Kanten aufweisen, oder die Arbeitswerkzeuge können keine ordentliche maschinelle Herstellung durchführen können.
Es kann einen anderen Fall geben, in dem eine Mehrzahl Front (Stimseiten)-Arbeitswerkzeuge in einer automatischen Drehmaschine mit einer Mehrzahl hinterer Arbeitswerkzeuge, die an dem Drehmaschinenkörper gesichert sind, auf einem hinteren Spindelstock montiert sind, so daß die Stirnseiten-Arbeitswerkzeuge die Frontseite eines Werkstücks, das auf einem Haupt-Spindelstock gehalten wird, bearbeitet, während die hinteren Arbeitswerkzeuge die Rückseite eines Werkstückes, das auf dem hinteren Spindelstock gehalten wird, bearbeitet. In diesem Fall sollten die Stirnseiten-Arbeitswerkzeuge und die hinteren Arbeitswerkzeuge ein vorbestimmtes Größenverhältnis einhalten, so daß dies ein hohes Niveau an Teil- und Montagegenauigkeit oder einen teuren separaten Positioniermechanismus erfordert.
Dieses Problem wird weiter unten, speziell mit Bezug auf Fig. 19, beschrieben. Eines der vorderen Arbeitswerkzeuge 315a, 315b und 315c bohrt ein Loch in die Vorderseite eines Werkstückes 311, das auf einer Hauptspindel 303 gehalten wird, während eines der hinteren Arbeitswerkzeuge 317a, 317b und 317c ein Loch in die Rückseite eines Werkstückes 311a bohrt, das auf einer hinteren Spindel 307 gehalten wird. In diesem Fall wird zuerst ein hinterer Spindelstock 305 in die X-Achsen- Richtung bewegt, um das vordere Arbeitswerkzeug 315a mit der Mittellinie der Hauptspindel 303 auszurichten und die Mittellinie der hinteren Spindel 307 mit dem hinteren Arbeitswerkzeug 317a auszurichten. In dieser Situation wird der Spindelstock in die Z-Achsen- Richtung bewegt, und der hintere Spindelstock 305 wird in die Z&sub1;-Achsen- Richtung bewegt. Dementsprechend bohrt das Arbeitswerkzeug 315a ein Loch in die Vorderseite des Werkstückes 311, das auf der Hauptspindel 303 gehalten wird, während das hintere Arbeitswerkzeug 317a ein Loch in die Rückseite des Werkstückes 311a bohrt, das auf der hinteren Spindel 307 gehalten wird.
Das gleiche gilt für den Fall, daß das vordere Arbeitswerkzeug 315b und das hintere Arbeitswerkzeug 317b verwendet werden, um gleichzeitig die Vorderseite eines Werkstückes bzw. die Rückseite eines anderen Werkstückes zu bearbeiten, und für den Fall, daß das vordere Arbeitswerkzeug 315c und das hintere Arbeitswerkzeug 317c zur gleichzeitigen Bearbeitung der Vorder- und Rückseiten der jeweiligen Werkstücke herzustellen verwendet werden.
Um die vorerwähnte simultane maschinelle Bearbeitung durchzuführen, sollten jedoch das Intervall (a&sub1;) zwischen dem Mittelpunkt der hinteren Spindel 307 und des vorderen Arbeitswerkzeuges 315a, die jeweiligen Intervalle (b&sub1;) und (c&sub1;) zwischen den vorderen Arbeitswerkzeugen 315a, 315b und 315c, das Intervall (a&sub2;) zwischen dem Mittelpunkt der Hauptspindel 303 und des hinteren Arbeitswerkzeuges 317a und die gegenseitigen Intervalle (b&sub2;) und (c&sub2;) zwischen den hinteren Arbeitswerkzeugen 317a, 317b und 317c den Verhältnissen, die durch die folgenden Gleichungen (I), (II) und (III) angegeben sind, genügen.
a&sub2; = a&sub2; (I)
b&sub1; = b&sub2; (II)
c&sub1; = c&sub2; (III)
Um die relativen Positionsverhältnisse, die durch die obigen Gleichungen (I) bis (III) ausgedrückt sind, zu erhalten, sollte zum Beispiel ein Positionierungsmechanismus auf der Seite der hinteren Arbeitswerkzeuge 317a, 317b und 317c vorgesehen sein, oder es ist ein hohes Niveau der Teil- und Montagegenauigkeit erforderlich, wenn ein solcher Positionierungsmechanismus nicht vorgesehen ist. Beide Fälle ergeben ein Auftreten steigender Kosten.
Es ist auch notwendig, die jeweils axialen Mittelpunkte der vorderen Arbeitswerkzeuge 315a, 315b und 315c mit den der hinteren Arbeitswerkzeuge 317a, 317b und 317c in der vertikalen Richtung auszurichten. Auch dies erfordert einen Positionierungsmechanismus oder ein hohes Niveau der Teil- und Montagegenauigkeit, was ein ähnliches Problem bei den Kosten hervorruft.
US-A-5 127 140 offenbart eine automatische Drehmaschine der Turmbauart, bei der Problemen der Störung zwischen Werkzeugen durch eine Programmsteuerung Rechnung getragen wird, die sicherstellt, daß die Werkzeuge einander nicht behindern können.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine automatische Drehmaschine:
Ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger, die mit einem Spindelstock zwischen sich an gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, wobei der Spindelstock eine Hauptspindel aufweist und in Axialrichtung der Hauptspindel bewegbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß die automatische Drehmaschine weiter umfaßt
einen ersten Mechanismus zur Steuerung der Bewegung eines des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger in einer X-Achsenrichtung und einer Y-Achsenrichtung sowohl senkrecht zu der Axialrichtung der Hauptspindel als auch senkrecht zueinander, um die Werkzeugauswahl und das Bearbeiten auszuführen, und
einen zweiten Mechanismus zur Steuerung der Bewegung des anderen des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger in einer X'-Achsenrichtung und einer Y'-Achsenrichtung sowohl senkrecht zu der Axialrichtung der Spindel als auch senkrecht zueinander, um die Werkzeugauswahl und die Bearbeitung unabhängig von der Bewegungskontrolle des einen des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger durch den ersten Mechanismus auszuführen, wobei, während ein Werkstück durch ein Werkzeug eines Mehrfach-Werkzeug-Trägers bearbeitet wird, der andere Mehrfach-Werkzeug-Träger bei Steuerung durch den zweiten Mechanismus in der Y'-Achsenrichtung bewegt werden kann, um ein Werkzeug des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers auszuwählen und es in eine Position benachbart zu dem Werkstück zu bringen, von wo das Werkzeug in eine Bearbeitungsposition durch Bewegung allein in der X'-Achsenrichtung bei Steuerung durch den zweiten Mechanismus gebracht werden kann.
Die Erfindung kann auch eine automatische Drehmaschine vorsehen, die mit einem Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger ausgestattet ist, die unabhängig angetrieben und gesteuert werden, und die gleichzeitiges maschinelles Herstellen/Bearbeiten der Vorderseite eines Werkstückes bzw. der Rückseite eines anderen Werkstückes durchführen kann, indem ein vorderes Arbeitswerkzeug und ein hinteres Arbeitswerkzeug verwendet werden, ohne daß ein hohes Niveau der Teile- und Montagegenauigkeit oder ein teuerer Positionierungsmechanismus erforderlich ist.
Diese Konstruktion erlaubt es der automatischen Drehmaschine, effektiv zu funktionieren, um die Herstellungszeit zu verkürzen, wodurch die Produktivität verbessert wird. Es wird zum Beispiel gleichzeitige maschinelle Bearbeitung durchgeführt, indem die Werkzeuge, die auf einem Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, verwendet werden, oder es kann, während ein Werkzeug ein Werkstück bearbeitet wird, ein anderes Werkzeug an einer vorbestimmten Position positioniert werden, um für die maschinelle Bearbeitung bereit zu sein.
Zu diesem Zeitpunkt kann das Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger unabhängig in jeweils zwei Richtungen senkrecht zueinander durch einen Mechanismus, der Kugelmuttern und Kugelschrauben einschließt, bewegbar sein.
Abstände zwischen den Arbeitswerkzeugen, die auf einem der Mehrfach-Werkzeug- Träger montiert sind, unterscheiden sich bevorzugt von Abständen zwischen Arbeitswerkzeugen, die auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, derart, daß, wenn eine freie Endposition eines ausgewählten Arbeitswerkzeuges eines der Mehrfach-Werkzeug- Träger mit dem eines ausgewählten Arbeitswerkzeuges des anderen Mehrfach-Werkzeug- Trägers ausgerichtet ist, freie Endpositionen der anderen Arbeitswerkzeuge des einen Mehrfach-Werkzeug-Trägers sich gegenseitig von freien Endpositionen der anderen Arbeitswerkzeuge des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers unterscheiden. Mit dieser Struktur bewegen sich, sogar wenn die Mehrfach-Werkzeug-Träger mit der freien Endposition eines ausgewählten Arbeitswerkzeuges eines Mehrfach-Werkzeug-Trägers, das mit dem eines ausgewählten Arbeitswerkzeuges des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers ausgerichtet ist, nahe zueinander kommen, die anderen, nicht für die Bearbeitung verwendeten Werkzeuge auf einem Mehrfach-Werkzeug-Träger auf Lücken zwischen den Werkzeugen auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger und nicht auf die gegenüberliegenden Werkzeuge auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger zu, wodurch eine gegenseitige Störung vermieden wird.
Zu diesem Zeitpunkt können die auf einem der Mehrfach-Werkzeug-Träger montierten Arbeitswerkzeuge gleich beabstandet in einem ersten vorbestimmten Abstandsgrad angeordnet werden, und die auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger montierten Arbeitswerkzeuge können in einem zweiten vorbestimmten Abstandsgrad, der unterschiedlich zum ersten vorbestimmten Abstandsgrad ist, gleich beabstandet angeordnet werden.
Die Arbeitswerkzeuge, die auf beiden Mehrfach-Werkzeug-Trägern montiert sind, können jeweils in unregelmäßigen Abständen angeordnet werden.
Es ist auch vorteilhaft, daß Schneidwerkzeuge, die auf einem der Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, in einem ersten vorbestimmten Abstandsgrad (p) gleich beabstandet angeordnet sind, und Schneidwerkzeuge, die auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, in einem zweiten vorbestimmten Abstandsgrad (p + a), der unterschiedlich zum ersten vorbestimmten Abstandsgrad ist, gleich beabstandet angeordnet sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß sich drehende Werkzeuge, die auf einem der Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, in einem ersten vorbestimmten Abstandsverhältnis (p) gleich beabstandet angeordnet sind, und sich drehende Werkzeuge, die auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, in einem zweiten vorbestimmten Abstandsgrad (p + b), der unterschiedlich zum ersten vorbestimmten Abstandsverhältnis ist, gleich beabstandet angeordnet sind, wobei (b) größer als der äußere Durchmesser (d) des Drehwerkzeugs festgesetzt wird.
Weiterhin kann die automatische Drehmaschine dieser Erfindung derart konstruiert sein, daß vordere Arbeitswerkzeuge auf einem hinteren Spindelstock, der eine hintere Spindel, die gegenüber dem Spindelstock angeordnet ist, aufweist, montiert sind, wobei der hintere Spindelstock in einer Richtung parallel zu der axialen Richtung der Hauptspindel und auch in einer Richtung senkrecht zu dieser Richtung bewegbar ist, und daß hintere Arbeitswerkzeuge auf einem Mehrfach-Werkzeug-Träger des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind. Diese Konstruktion erlaubt es, daß die vorderen Arbeitswerkzeuge durch den hinteren Spindelstock richtig positioniert werden und die hinteren Arbeitswerkzeuge durch den verbundenen Mehrfach-Werkzeug-Träger richtig positioniert werden, so daß, anders als beim Stand der Technik, eine gleichzeitige maschinelle Bearbeitung der Vorderseite eines Werkstückes und der Rückseite eines anderen Werkstückes möglich wird, ohne ein hohes Niveau der Teile und Montagegenauigkeit oder einen teuren Positioniermechanismus zu erfordern.
Zu diesem Zeitpunkt können die vorderen Arbeitswerkzeuge in der axialen Richtung der Hauptspindel unabhängig von dem hinteren Spindelstock bewegt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer automatischen Drehmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in Richtung eines Spindelstocks gesehen;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie V-V in Fig. 1;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie VI-VI in Fig. 1;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform entlang der Linie VII-VII in Fig. 1;
Fig. 8 ist eine Darstellung, die zeigt, daß, während maschinelle Bearbeitung durch ein Schneidwerkzeug, das an einem Mehrfach-Werkzeug-Träger (Kamm-förmiger Werkzeug- Träger) angebracht ist, durchgeführt wird, ein Schneidwerkzeug, das am anderen Mehrfach- Werkzeug-Träger angebracht ist, gemäß der ersten Ausführungsform in einer vorbestimmten Position gehalten wird;
Fig. 9 ist eine Darstellung, die zeigt, daß gleichzeitige maschinelle Bearbeitung mit Drehwerkzeugen ausgeführt wird, die auf einem Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger gemäß der ersten Ausführungsform montiert sind;
Fig. 10 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger und Teile in deren Nähe gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 11 ist eine Vorderansicht, die das Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 12 ist eine Vorderansicht, die ebenfalls das Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 13 ist eine Vorderansicht, die ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 14 ist eine Vorderansicht, die ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf eine automatische Drehmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform dieser Erfindung;
Fig. 16 ist eine Ansicht, die die fünfte Ausführungsform aus der Richtung der Linie XVI-XVI in Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger und von Teilen in deren Nähe gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
Fig. 18 ist eine Draufsicht, die ebenfalls den Aufbau des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger und von Teilen in deren Nähe gemäß der fünften Ausführungsform zeigt;
Fig. 19 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger und von Teilen in deren Nähe gemäß dem Stand der Technik zum Vergleich mit der fünften Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 1 bis 9 beschrieben. Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer automatischen Drehmaschine gemäß dieser Ausführungsform, in Richtung eines Spindelstocks 1 gesehen. Der Spindelstock 1 ist so konstruiert, daß er in einer Z-Achsen-Richtung (senkrecht zum Blatt) entlang einer Achse seiner Hauptspindel bewegbar ist. Eine Führungsbuchse 3 ist vor dem Spindelstock 1 angeordnet. Ein Werkstück weist ein Ende auf, das durch den Spindelstock 1 gehalten wird, und das andere Ende wird durch diese Führungsbuchse 3 gestützt. Ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger (Kamm-förmige Werkzeug-Träger) 5 und 7 sind vor dem Spindelstock 1 und auf der linken bzw. rechten Seite derselben angeordnet. Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 ist in X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung bewegbar konstruiert, die senkrecht zur Z-Achsen-Richtung und senkrecht zueinander sind. Ebenso ist der Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 bewegbar in X'-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung, die senkrecht zur Z-Achsen- Richtung und senkrecht zueinander sind, konstruiert. Die X-Achsen-Richtung und X'-Achsen-Richtung bedeuten die gleiche Richtung, was auch für die Y-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung gilt, und "ist der Einfachhalt halber hinzugefügt.
Es erfolgt nun eine Beschreibung des Aufbaus, der den Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 dazu veranlaßt, sich in X-Achsen-Richtung bzw. X'- Achsen-Richtung zu bewegen. Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 ist bewegbar auf einem Gleitsockel 9 angebracht, und der Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 ist ebenso bewegbar auf einem Gleitsockel 11 angebracht. Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 bewegt sich zusammen mit dem Gleitsockel 9 in X-Achsen-Richtung, und der Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 bewegt sich zusammen mit dem Gleitsockel 11 in X'-Achsen-Richtung. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist unter dem Gleitsockel 9 ein Sockel 13 angeordnet, wobei X-Achsen-Gleitschienen 15a und 15b, die auf dem Sockel 13, wie in Fig. 3 gezeigt, verlegt sind. X-Achsen-Führungselemente 17a und 17b, die jeweils entlang der X-Achsen-Gleitschienen 15a und 15b gleitfähig sind, sind an der Unterseite des Gleitsockels 9 befestigt. Ein X-Achsen-Antriebsmotor 19 ist auf dem Sockel 13 angebracht, wobei eine Riemenscheibe 21 an einer Antriebswelle 19a dieses Motors 19 befestigt ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Unterhalb der Riemenscheibe 21 in Fig. 4 befindet sich eine weitere Riemenscheibe 23, wobei ein Riemen 25 um diese Scheiben 21 und 23 herumgelegt ist. Eine Kugelschraube 27 ist mit der Scheibe 23 verbunden, und eine Kugelmutter 29, die mit der Kugelschraube 27 in Eingriff treten soll, ist auf dem Gleitsockel 9 befestigt. Wenn der X-Achsen-Antriebsmotor 19 vorwärts oder in umgekehrter Richtung dreht, bewegt sich daher der Gleitsockel 9 mit dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5, der darauf montiert ist, über die Riemenscheibe 21, Riemen 25, Riemenscheibe 23, Kugelschraube 27 und Kugelmutter 29 in X-Achsen-Richtung. Die Kugelschraube 27 kann anstatt der Riemenscheibe 21 und des Riemens 25 über einen Koppelmechanismus mit dem X-Achsen-Antriebsmotor 19 verbunden sein.
Im Hinblick auf den Gleitsockel 11 mit dem darauf montierten Mehrfach-Werkzeug- Träger 7 sind X'-Achsen-Gleitschienen 31a und 31b in gleicher Weise auf dem Sockel 13 verlegt, wie in Fig. 7 gezeigt. X'-Achsen-Führungselemente 33a und 33b, die jeweils entlang der X'-Achsen-Gleitschienen 31a und 31b gleiten können, sind an der Unterseite des Gleitsockels 11 befestigt. Wie in den Fig. 1 und 6 gezeigt, ist ein X'Achsen-Antriebsmotor 35 vorgesehen, und eine Kugelschraube 39 ist über einen Koppelmechanismus 37 mit einer Antriebswelle 35a des Motors 35 verbunden. Eine Kugelmutter 41, die mit der Kugelschraube 39 in Eingriff treten soll, ist an der Unterseite des Gleitsockels 11 befestigt. Wenn sich der X'- Achsen-Antriebsmotor 35 vorwärts oder in entgegengesetzter Richtung dreht, bewegt sich daher der Gleitsockel 11 mit dem darauf montierten Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 über die Kugelschraube 39 und Kugelmutter 41 in X'-Achsen-Richtung.
Es erfolgt nun eine Beschreibung der Konstruktion, die die Mehrfach-Werkzeug- Träger 5 und 7 sich auf den jeweiligen Gleitsockeln 9 und 11 in Y-Achsen-Richtung bzw. Y'- Achsen-Richtung bewegen läßt. Wie in Fig. 2 gezeigt, liegen die Y-Achsen-Gleitschienen 43a und 43b oben auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5. Y-Achsen-Führungselemente 45a und 45b, die jeweils auf den Y-Achsen-Gleitschienen 43a und 43b gleiten können, sind am Gleitsockel 9 befestigt. Es ist ein Y-Achsen-Antriebsmotor 47 vorgesehen, und eine Kugelschraube 51 ist über einen Koppelmechanismus 49 mit einer Antriebswelle 47a des Motors 47, wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden. Eine Kugelmutter 53, die mit der Kugelschraube 51 in Eingriff treten soll, ist am Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 befestigt. Wenn sich der Y-Achsen- Antriebsmotor 47 vorwärts oder in entgegengesetzter Richtung dreht, bewegt sich der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 daher über die Kugelschraube 51 und Kugelmutter 53 in Y-Achsen- Richtung.
Im Hinblick auf den Gleitsockel 11 liegen Y'-Achsen-Gleitschienen 55a und 55b ebenso oben auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 7, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Y'-Achsen- Führungselemente 57a und 57b, die jeweils auf den Y'-Achsen-Führungsschienen 55a und 55b gleiten können, sind oben an dem Gleitsockel 11 befestigt. Es ist ein Y'-Achsen-Antriebsmotor 59 vorgesehen, und eine Kugelschraube 63 ist über einen Koppelmechanismus mit einer Antriebswelle des Motors 59 verbunden. Die Antriebswelle und der Koppelmechanismus sind, obwohl nicht gezeigt, die gleichen wie j ene, die oben im Fall der Y-Achsen- Richtung erwähnt sind. Eine Kugelmutter 65, die mit der Kugelschraube 63 in Eingriff treten soll, ist am Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 befestigt. Wenn sich der Y'-Achsen-Antriebsmotor 59 vorwärts oder in entgegengesetzter Richtung dreht, bewegt sich der Mehrfach-Werkzeug- Träger daher in der Y'-Achsen-Richtung.
Der Aufbau der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und 7 wird nachstehend erörtert. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind drei Schneidwerkzeuge 67, 69 und 71 als Arbeitswerkzeuge lösbar an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 montiert, und zwei sich drehende Werkzeuge 73 und 75 sind ebenfalls lösbar auf diesem montiert. Ebenso sind drei Schneidwerkzeuge 77, 79 und 81 als Arbeitswerkzeuge lösbar auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 montiert, und zwei sich drehende Werkzeuge 83 und 85 sind ebenfalls lösbar darauf montiert. Art und Anzahl der Arbeitswerkzeuge, die auf den Mehrfach-Werkzeug-Trägern 5 und 7 montiert werden sollen, können beliebig bestimmt werden.
Der Betrieb der automatischen Drehmaschine mit obigem Aufbau wird nun mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 beschrieben. In Fig. 8 bearbeitet das Schneidwerkzeug 67 auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 ein Werkstück 87. Zu diesem Zeitpunkt wird das Schneidwerkzeug 81 des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers 7 geringfügig beabstandet vom Abschnitt des maximalen Durchmessers des Werkstückes 87 gehalten (an der Position, die in dem Diagramm durch eine durchgezogene Linie angedeutet ist), um bereit zu sein, die nächste maschinelle Bearbeitung sofort zu starten, wenn das Schneiden durch das Schneidwerkzeug 67 beendet ist. Wenn die Bearbeitung beginnt, bewegt sich das Schneidwerkzeug 81 von der Warteposition, die durch die durchgezogene Linie angedeutet ist, schnell zu der Bearbeitungsposition, die durch eine gedachte (gestrichelte) Linie angedeutet ist. Das heißt, daß die Zeit zum Einleiten der nächsten Bearbeitung verkürzt wird, um die Bearbeitungszeit zu verkürzen, so daß die Produktivität verbessert wird.
Im Fall der Fig. 9 bohren das sich drehende Werkzeug 73 auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und das sich drehende Werkzeug 85 an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 von beiden Seiten in dem Werkstück 87 Löcher. In diesem Fall wird die Bearbeitungszeit, verglichen mit dem Fall der Bearbeitung mit lediglich einem Drehwerkzeug, halbiert, was ebenfalls die Bearbeitungszeit verkürzt und somit die Produktivität verbessert. Während Fig. 9 die Verwendung rotierender Werkzeuge darstellt, ist natürlich ein gleichzeitiges Schneiden mit zwei Schneidwerkzeugen möglich.
Wie oben beschrieben, kann diese Ausführungsform die Bearbeitungszeit verkürzen, so daß die Produktivität verbessert wird. Nach genauer wird, wie in Fig. 8 gezeigt, das Schneidwerkzeug 81 an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 7 nahe am Werkstück 87 gehalten, während das Schneidwerkzeug 67 an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 das Werkstück 87 bearbeitet, so daß das Schneidwerkzeug 81 die nächste Bearbeitung schnell einleiten kann. Wie in Fig. 9 gezeigt, können die sich drehenden Werkzeuge 73 und 85, die an den Mehrfach- Werkzeug-Trägern 5 bzw. 7 montiert sind, verwendet werden, um gleichzeitig Löcher in einem Werkstück zu bohren. Diese Tätigkeiten sind im herkömmlichen Fall, in dem sich ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger relativ zueinander bewegt, nicht möglich und können nicht durchgeführt werden, es sei denn, die Mehrfach-Werkzeug-Träger sind so konstruiert, daß sie sich unabhängig in zwei zueinander senkrechten zwei Richtungen (X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung oder X'-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung) wie bei dieser Ausführungsform bewegen können.
Während es eine automatische Drehmaschine gibt, die mit einem Paar Revolverköpfen ausgestattet ist, die unabhängig voneinander bewegbar sind, weist diese Ausführungsform, die ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und 7 aufweist, die so konstruiert sind, daß sie unabhängig bewegbar sind, einen bedeutenden Vorteil gegenüber der automatischen Drehmaschine nach Revolverkopf-Art auf. Das heißt, daß die automatische Drehmaschine mit Mehrfach-Werkzeug-Trägern im wesentlichen einen Vorteil gegenüber dem Revolverkopf- Typ bei einfacher Bearbeitung entlang der Y-Achse aufweist. Zusätzlich zum Effekt, der die Bearbeitung entlang der Y-Achse betrifft, ist es möglich, Spezialbearbeitungen leicht und schnell durchzuführen, weil die Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und 7 so konstruiert sind, daß sie in zwei zueinander senkrechten Richtungen (X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung oder X'-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung) bewegt werden können.
Art und Anzahl der Arbeitswerkzeuge, die auf den Mehrfach-Werkzeug-Trägern 5 und 7 montiert werden sollen, können beliebig bestimmt werden. Die dargestellte Konstruktion zum Bewegen der Mehrfach-Werkzeug-Träger 5 und 7 in zwei senkrechten Richtungen ist nur ein Beispiel, und es können verschiedene Konstruktionen verwendet werden. Der dargestellte Aufbau der automatischen Drehmaschine selbst ist also nur ein Beispiel, und diese Erfindung kann an automatische Drehmaschinen mit den verschiedensten anderen Konstruktionen angepaßt werden, wie zum Beispiel eine automatische Drehmaschine, die entgegengesetzte Spindelstöcke aufweist, und eine automatische Drehmaschine, die andere Werkzeug- Träger aufweist. Obwohl ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger auf der rechten und linken Seite des Spindelstocks angeordnet ist, sind die Positionen nicht auf diese spezielle Anordnung begrenzt.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird hiernach mit Bezug auf Fig. 10 bis 12 beschrieben. Ein Werkstück W ist drehbar auf einer Hauptspindel (lediglich die Achse ist gezeigt) 101 gehalten, die nach vom in horizontaler Richtung vorsteht. Ein Paar Mehrfach- Werkzeug-Träger 102L und 102R sind auf der linken und rechten Seite in der Position, in der das Werkstück W vorsteht, angeordnet. Die Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L und 102R sind durch einen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt), der eine Kugelschraube und einen Servomotor einschließt, unabhängig nach oben und unten und nach rechts und links bewegbar. Die Anordnung zur Bewegung der Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L und 102R nach oben und unten und nach rechts und links ist die gleiche, wie die, die vorher mit Bezug auf die erste Ausführungsform erklärt wurde.
Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L, der auf der linken Seite angebracht ist, weist drei Schneidwerkzeuge (Arbeitswerkzeuge) 111L, 112L und 113L auf, wobei die Klingen nach rechts gerichtet, in einem vorbestimmten Abstand (p + a) nach oben und nach unten ausgerichtet und einzeln an einem Werkzeughalter 103 durch Klötze 104 befestigt sind. Da das Auftreten eines Befestigungsfehlers der Schneidwerkzeuge für solch einen Mehrfach-Werkzeug-Träger unvermeidlich ist, sind die Positionen der Klingen der Schneidwerkzeuge 111L, 112L und 113L nicht präzise in einer Linie nach oben und unten angeordnet und werden geringfügig nach rechts und links oder in einer Richtung versetzt, um näher zu oder entfernt von dem rechten Mehrfach-Werkzeug-Träger 112R zu sein.
Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 102R, der auf der rechten Seite angeordnet ist, weist drei Schneidwerkzeuge (Arbeitswerkzeuge) 111R, 112R und 113R mit nach links gerichteten Klingen auf, die in einem vorbestimmten Abstand (p) nach oben und nach unten ausgerichtet sind und durch Klötze 104 einzeln am Werkzeughalter 103 befestigt sind. Da es auch einen unvermeidlichen Befestigungsfehler der Schneidwerkzeuge für diesen Mehrfach- Werkzeug-Träger 102R gibt, sind die Positionen der Klingen der Schneidwerkzeuge 111R, 112R und 113R nicht präzise in einer Linie nach oben und unten angeordnet und geringfügig nach rechts und links oder in einer Richtung versetzt, um näher zu oder entfernt von dem linken Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L zu sein.
Zur Zeit der Bearbeitung des Werkstückes W mit beiden Mehrfach-Werkzeug-Trägern 102L und 102R werden die Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L und 102R separat nach oben und unten und in Richtung nach rechts und links bewegt, so daß ein Schneidwerkzeug an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 102k und ein (102R-)Schneidwerkzeug an dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L das Werkstück W von rechts und links (sandwichartig) umgibt, wobei ihre Klingen auf der gleichen Höhe an der äußeren Fläche des Werkstückes W anliegen, um das Werkstück W zu bearbeiten.
Falls das Werkstück mit einem äußeren Durchmesser von 1 mm oder darunter sehr dünn ist, kommen bei dem obigen Aufbau die Klingen der anderen nicht verwendeten Schneidwerkzeuge, wenn die ausgewählten Schneidwerkzeuge z. B. auf vorbestimmte Positionen bewegt werden, um das Werkstück W (sandwichartig) einzuschließen, einander sehr nahe. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, behindern die Klingen der anderen Schneidwerkzeuge einander jedoch nicht.
Es sei angenommen, daß das mittlere Schneidwerkzeug 112L, das auf dem linken Mehrfach-Werkzeug-Träger 102L montiert ist, und das oberste Schneidwerkzeug 111R auf dem rechten Mehrfach-Werkzeug-Träger 112R verwendet werden, um das Werkstück W zu drehen, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. In diesem Fall kommen die Klingen der Schneidwerkzeuge 113L und 112k, die direkt unterhalb der beiden Schneidwerkzeuge 112L und 111W die verwendet werden sollen, angeordnet sind, einander nahe. Weiter sei angenommen, daß das Schneidwerkzeug 113L, das unter dem Schneidwerkzeug 112L angeordnet ist, um einen Abstand TL vom Schneidwerkzeug 112L auf dem linken Mehrfach-Werkzeug-Träger 112L hervorsteht, während das Schneidwerkzeug 112k, das unter dem Schneidwerkzeug 111R angeordnet ist, um einen Abstand TR vom Schneidwerkzeug 111k auf dem rechten Mehrfach-Werkzeug-Träger 102R hervorsteht. Wenn die Summe der vorstehenden Abstände (TL + TR) größer als der Durchmesser (D) des Werkstückes W beträgt, ist die Klinge des linken Schneidwerkzeuges 113L über der Klinge des rechten Schneidwerkzeuges 112R nach rechts gerichtet positioniert. Weil der Abstand zwischen den Schneidwerkzeugen des linken Mehrfach-Werkzeug-Trägers 102L (p + a) ist, um einen Abstand (p) größer als der Abstand (a) der Schneidwerkzeuge des rechten Mehrfach-Werkzeug-Trägers 102k, sind die Klingen der eng positionierten Schneidwerkzeuge 113L und 112k zueinander um den Abstand (a) nach oben und nach unten eingestellt. Deshalb behindern sie einander nicht, da diese zwei Schneidwerkzeuge 113L und 112k nahe zueinander positioniert sind.
Selbst wenn sich die Kombination der Schneidwerkzeuge, die in Gebrauch sind, um das Werkstück W zu drehen, von der in Fig. 12 gezeigten unterscheidet, behindern die Schneidwerkzeuge einander nicht. Wenn zum Beispiel die obersten Schneidwerkzeuge 111L und 111k verwendet werden, um ein Werkstück, wie in Fig. 11 gezeigt, zu drehen, sind die mittleren Schneidwerkzeuge 112L und 112k nahe zueinander angeordnet, und die unteren Schneidwerkzeuge 113L und 113R sind gleichermaßen nahe zueinander angeordnet. Die mittleren Schneidwerkzeuge 112L und 112k sind jedoch voneinander um den Abstand (a) nach oben und unten beabstandet, während die unteren Schneidwerkzeuge 113L und 113k zueinander in dieser Richtung um den Abstand (2a) beabstandet sind. Deshalb behindern sich die gegenüberliegenden Schneidwerkzeuge nicht. Wenn das oberste Schneidwerkzeug an einem Mehrfach-Werkzeug-Träger und das untere Schneidwerkzeug an dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger benutzt werden, kommen die anderen Schneidwerkzeuge auf dem erstgenannten Mehrfach-Werkzeug-Träger den anderen Schneidwerkzeugen auf dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger nicht nahe, so daß keine Behinderung bewirkt wird.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 13 beschrieben. In dieser dritten Ausführungsform werden Bohrer, eine Art sich drehender Werkzeuge, als Arbeitswerkzeuge verwendet, um Löcher in der äußeren Oberfläche eines Werkstückes W zu bohren. Ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger 120L und 120k sind wie bei der zweiten Ausführungsform auf beiden Seiten des Werkstückes W vorgesehen. Drei Bohrer 121L, 122L und 123L sind ausgerichtet auf dem linken Mehrfach-Werkzeug-Träger 120L mit einem Abstand (p) nach oben und unten montiert. Ebenso sind drei Bohrer 121R, 122R und 123 R ausgerichtet auf dem rechten Mehrfach-Werkzeug-Träger 120k mit einem Abstand (p + b) nach oben und unten montiert. Der Abstand (b) ist größer als der Durchmesser (d) jedes Bohrers eingestellt.
Wenn die obersten Bohrer 121 L und 121 R verwendet werden, sind die mittleren Bohrer 122L und 122k, die nahe zueinander angeordnet sind, voneinander um den Abstand (b - d) nach oben und unten beabstandet, und die unteren Bohrer 123L und 123k, die nahe zueinander angeordnet sind, sind nach oben und unten um die Distanz (2b - d) gleichermaßen beabstandet. Selbst bei einigen Fehlern in der Bohrerbefestigung behindern die gegenüberliegenden Bohrer einander nicht. Selbst wenn sich die Kombination der Bohrer von der Kombination der obersten Bohrer unterscheidet, ist jedes Paar der weiteren gegenüberliegenden Bohrer, die nicht zum Bohren verwendet werden und nahe zueinander angeordnet sind, zueinander nach oben und unten beabstandet und wird sich somit nicht untereinander behindern.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform dieser Erfindung wird nun mit Bezug auf Fig. 14 beschrieben. In der zweiten und dritten Ausführungsform sind die Abstände zwischen den Arbeitswerkzeugen, die an jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger montiert sind, konstant und mit gleichem Abstand auf jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger angeordnet. Bei der vierten Ausführungsform sind jeweils vier Schneidwerkzeuge (Arbeitswerkzeuge) 131L und vier Schneidwerkzeuge 131R auf Mehrfach-Werkzeug-Trägern 130L und 130R angebracht, und Abstände p1 bis p6 zwischen den benachbarten Schneidwerkzeugen 131L oder 13 iR brauchen nicht notwendigerweise konstant zu sein, sondern können auf beliebige Werte eingestellt werden, die allen der folgenden drei Bedingungen genügen.
Die erste Bedingung ist, daß sich die Abstände p1, p2 und p3 für den linken Mehrfach-Werkzeug-Träger 130L von den Abständen p4, p5 und p6 für den rechten Mehrfach- Werkzeug-Träger 130R unterscheiden. Die zweite Bedingung ist, daß sich ein Abstand p&sub7; zwischen zwei der Schneidwerkzeuge 131L mit einem Schneidwerkzeug dazwischen und ein Abstand p&sub8; zwischen zwei weiteren Schneidwerkzeugen 131L mit einem Schneidwerkzeug dazwischen von einem Abstand p9 zwischen zwei der Schneidwerkzeuge 131R mit einem Schneidwerkzeug dazwischen und einem Abstand plo zwischen zwei weiteren Schneidwerkzeugen 131R mit einem Schneidwerkzeug dazwischen unterscheiden. Die dritte Bedingung ist, daß sich ein Abstand p&sub1;&sub1; zwischen den obersten und unteren Schneidwerkzeugen 131L mit zwei Schneidwerkzeugen dazwischen von einem Abstand p12 zwischen den obersten und unteren Schneidwerkzeugen 131 R mit zwei Schneidwerkzeugen dazwischen unterscheidet.
Die erste Bedingung schließt nicht nur den Fall ein, daß die Abstände p&sub1; bis p&sub6; alle voneinander unterschiedlich sind, sondern auch den Fall, daß jegliche zwei Abstände p&sub1;, p&sub2; und p&sub3; gleich sind, (ferner) den Fall, bei dem jegliche zwei Abstände p&sub4;, p&sub5; und p&sub6; gleich sind, (ferner) den Fall, daß alle Abstände p&sub1;, p&sub2; und p&sub3; gleich sind, und den Fall, daß alle Abstände P&sub4;, p&sub5; und p&sub6; gleich sind. Gemäß der vierten Ausführungsform entspricht unter den obigen Bedingungen der Abstand zwischen jeglichen benachbarten Schneidwerkzeugen und der Abstand zwischen jeglichen nicht benachbarten Schneidwerkzeugen an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 130L nicht jenen Abständen am Mehrfach-Werkzeug-Träger 130R, unabhängig von der Kombination der Schneidwerkzeuge 131L und 131R, die zum Drehen eines Werkstückes aufeinander zu gerichtet sein sollen. Deshalb werden die Schneidwerkzeuge 131L auf dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 130L daran gehindert, die entsprechenden gegenüberliegenden Schneidwerkzeuge 131R des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 130R zu behindern.
Obwohl die vorangehende Beschreibung der zweiten bis vierten Ausführungsform mit Bezug auf den Fall, daß drei oder vier Arbeitswerkzeuge an jedem Mehrfach-Werkzeug- Träger angebracht sind, gegeben wurde, kann diese Erfindung auch auf den Fall angepaßt werden, daß insgesamt zwei Arbeitswerkzeuge oder insgesamt fünf oder mehr Arbeitswerkzeuge an jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger angebracht sind. Während die Arbeitswerkzeuge, die an einem Mehrfach-Werkzeug-Träger angebracht sind, in der Anzahl denen gleich sind, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen an dem weiteren Mehrfach-Werkzeug- Träger angebracht sind, kann diese Erfindung auch auf den Fall angepaßt werden, daß sich die Anzahl der Arbeitswerkzeuge für einen Mehrfach-Werkzeug-Träger von der für den anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger unterscheidet.

Fünfte Ausführungsform

Eine fünfte Ausführungsform dieser Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 15 bis 19 beschrieben. Wie in Fig. 15 gezeigt, ist ein Spindelstock 201, der eine Hauptspindel 203 drehbar trägt, in Z-Achsen-Richtung parallel zur Richtung einer Achse der Hauptspindel 203 bewegbar vorgesehen. Ein hinterer Spindelstock 205 ist entgegengesetzt zum Spindelstock 201 angeordnet. Eine hintere Spindel 207 ist an diesem hinteren Spindelstock 205 angebracht. Der hintere Spindelstock 205 ist in Z&sub1;-Achsen-Richtung (rechte und linke Richtung in Fig. 15) parallel zur Z-Achsen-Richtung und ebenfalls in X-Achsen-Richtung (nach oben und unten in Fig. 15) orthogonal zur Z&sub1;-Achsen-Richtung bewegbar.
Eine Führungsbuchse 209 ist zwischen dem Spindelstock 201 und dem hinteren Spindelstock 205 angeordnet. Das proximale Ende eines Werkstücks 210 (in Fig. 17 gezeigt) wird auf dem Spindelstock 201 gehalten, und dessen freies Ende wird durch diese Führungsbuchse 209 gestützt. In dieser Lage wird die Vorderseite des Werkstückes 210 bearbeitet.
Ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 und 213 ist zwischen dem Spindelstock 201 und dem hinteren Spindelstock 205 und auf der linken bzw. rechten Seite der Führungsbuchse 209 angeordnet. Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 ist in senkrecht zueinander verlaufenden X-Achsen- und Y-Achsen-Richtungen in einer Ebene senkrecht zur X-Achsen- Richtung, bewegbar. Ebenso ist der Mehrfach-Werkzeug-Träger 213 in senkrecht zueinander verlaufenden X'-Achsen- und Y'-Achsen-Richtungen in einer Ebene senkrecht zur Z-Achsen- Richtung bewegbar. Die X-Achsen-Richtung und X'-Achsen-Richtung bedeuten die gleiche Richtung, was auch für die Y-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung gilt, und "'" ist zum besseren Verständnis hinzugefügt.
Der Aufbau zum Bewegen der Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 und 213 in X-Achsen-Richtung und Y-Achsen-Richtung und in X'-Achsen-Richtung und Y'-Achsen-Richtung ist jeweils der gleiche wie der, der bereits mit Bezug auf die erste Ausführungsform erklärt wurde, und seine Beschreibung wird nicht wiederholt.
Mit Bezug auf den Aufbau der Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 und 213, wie in Fig. 16 gezeigt, sind drei Schneidwerkzeuge, 21 1a, 211b und 211c als Arbeitswerkzeuge lösbar an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 angebracht, und ebenso sind drei Schneidwerkzeuge 213a, 213b und 213c als Arbeitswerkzeuge lösbar an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 213 angebracht.
Auf Fig. 15 zurückkommend, ist an dem hinteren Spindelstock 205 ein vorderer Arbeitswerkzeug-Träger 281 vorgesehen, auf dem drei vordere Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c angebracht sind. Der vordere Arbeitswerkzeug-Träger 281 ist so konstruiert, daß er in Z&sub1;-Achsen-Richtung unabhängig vom hinteren Spindelstock 205 bewegt werden kann, und er soll entweder in vorgerückter Position oder zurückgezogener Position positioniert sein. Noch spezieller werden die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c in der zurückgezogenen Position positioniert, wenn der hintere Spindelstock 205 ein Werkstück spannt, dessen Vorderseite bearbeitet worden ist. Dieses verhindert, daß die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c den Mehrfach-Werkzeug-Träger 213 behindern, wenn sich der hintere Spindelstock 205 in Z&sub1;-Achsen-Richtung bewegt. Wenn die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c verwendet werden, um die Vorderseite des Werkstückes zu bearbeiten, werden sie in der vorgerückten Position positioniert. Gemäß dieser Ausführungsform ist, wie in Fig. 15 und 16 gezeigt, ein hinterer Arbeitswerkzeug-Träger 283 mit drei hinteren Arbeitswerkzeugen 283a, 283b und 283c, die auf diesem hinteren Arbeitswerkzeug-Träger angebracht sind, an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 angebracht.
Der Betrieb der automatischen Drehmaschine, die die oben beschriebene Anordnung aufweist, wird im folgenden erörtert. Das proximale Ende des Werkstücks 210 wird von der Hauptspindel 203 gehalten, und sein freies Ende wird von der Führungsbuchse 209 gestützt. In dieser Lage wird mit einem beliebigen Arbeitswerkzeug 211a bis 211c (oder Arbeitswerkzeug 213a bis 213c) des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 211 (oder des Mehrfach-Werkzeug- Trägers 213) unter Kombination der Gleitsteuerung (Z-Achsen-Richtung) des Spindelstocks 201 und der Gleitsteuerungen (X-, X'-, Y- und Y'- Achsen-Richtungen) jedes der Mehrfach- Werkzeug-Träger 211 und 218 am Werkstück 210 eine beliebige Bearbeitung (Frontseiten- Bearbeitung) durchgeführt. Nachdem diese Bearbeitung beendet ist, wird das distale Ende des Werkstückes 210 durch die hintere Spindel 207 gehalten. Zu diesem Zeitpunkt werden die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c an die zurückgezogene Position zurückgezogen. Dann wird das Werkstück 210 mit einem beliebigen Arbeitswerkzeug 211a bis 211c (oder Arbeitswerkzeug 213a bis 213c) des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 211 (oder des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 213) abgeschnitten. Ein abgeschnittener Abschnitt 210a des Werkstückes 210 wird durch die hintere Spindel 207 gehalten, während das verbleibende Werkstück 210 durch die Hauptspindel 203 gehalten wird.
In der oben beschriebenen Lage kann die vordere und hintere Bearbeitung gleichzeitig durchgeführt werden, wie in Fig. 17 beispielhaft veranschaulicht ist. Im in Fig. 17 gezeigten Beispiel wird mit dem vorderen Arbeitswerkzeug 281a, 281b oder 281c ein Loch in der Vorderseite des Werkstückes 210 gebohrt, während in der Rückseite des Werkstückes 210a, das durch die hintere Spindel 207 gehalten wird, ein Loch gebohrt wird, indem das hintere Arbeitswerkzeug 283a, 283b oder 283c verwendet wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c in der vorgerückten Position. In diesem Fall wird der hintere Spindelstock 205 zuerst bewegt, um das vordere Arbeitswerkzeug 281a mit der Mittellinie der Hauptspindel 203 auszurichten. Der Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 wird bewegt, um das hintere Arbeitswerkzeug 283a mit der Mittellinie der hinteren Spindel 207 auszurichten. Dann werden der Spindelstock 201 und der hintere Spindelstock 205 in Z-Achsen-Richtung und Z&sub1;-Achsen-Richtung bewegt, um mit dem vorderen Arbeitswerkzeug 281a ein Loch in der Vorderseite des Werkstückes 210, das durch die Hauptspindel 203 gehalten wird, zu bohren, während mit dem hinteren Arbeitswerkzeug 283a ein Loch in der Rückseite des Werkstückes 210a, das durch die hintere Spindel 207 gehalten wird, gebohrt wird.
Das gleiche gilt für die gleichzeitige Bearbeitung der Vorderseite eines Werkstückes und der Rückseite eines anderen Werkstückes mit dem vorderen Arbeitswerkzeug 281b und dem hinteren Arbeitswerkzeug 283b und die gleichzeitige Bearbeitung der Vorderseite eines Werkstückes und der Rückseite eines anderen Werkstückes mit dem vorderen Arbeitswerkzeug 281c und dem hinteren Arbeitswerkzeug 283c. In diesen beiden Fällen werden die Bewegungen des hinteren Spindelstocks 205 und des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 211 gesteuert, um die Arbeitswerkzeuge richtig zu positionieren.
Diese Ausführungsform weist die folgenden Vorteile auf. Weil die hinteren Arbeitswerkzeuge 283% 283b und 283c an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger 211, der unabhängig bewegt werden kann, angebracht sind, können die hinteren Arbeitswerkzeuge 283a, 283b und 283c durch Steuern der Bewegung des Mehrfach-Werkzeug-Trägers 211 richtig positioniert werden. Die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c können durch Steuern der Bewegungen des hinteren Spindelstocks 205 richtig positioniert werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik können die vorderen Arbeitswerkzeuge 281a, 281b und 281c und die hinteren Arbeitswerkzeuge 283% 283b und 283c daher richtig positioniert werden, um die Vorderseite eines Werkstückes und die Rückseite eines anderen Werkstückes gleichzeitig zu bearbeiten, ohne einen separaten Positioniermechanismus oder ein hohes Niveau der Teile- und Montagegenauigkeit zu erfordern.
Ein weiteres Bearbeitungsbeispiel wird mit Bezug auf Fig. 18 beschrieben. In diesem Fall ist das hintere Arbeitswerkzeug 283a ein Schneidwerkzeug. Das vordere Arbeitswerkzeug 281a wird verwendet, um ein Loch in dem Werkstück 210 zu bohren, das durch die Hauptspindel 203 gehalten wird. Zur gleichen Zeit wird der hintere Spindelstock 205 in Z&sub1;- Achsen-Richtung bewegt, und der Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 wird in X-Achsen-Richtung bewegt, so daß das Werkstück 210a, das durch die hintere Spindel 207 gehalten wird, verjüngt wird, wie in Fig. 18 gezeigt. Diese Bearbeitung ist ebenfalls ein Beispiel der gleichzeitigen Bearbeitung der Vorder- und Rückseiten jeweiliger Werkstücke, und sie wird möglich durch Befestigen der hinteren Arbeitswerkzeuge 283a bis 283c, die im Stand der Technik am Drehmaschinenkörper befestigt sind, an den Mehrfach-Werkzeug-Trägern 211, deren Bewegung unabhängig gesteuert wird.
Obwohl diese Ausführungsform voraussetzt, daß die automatische Drehmaschine ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 und 213, deren Bewegungen unabhängig voneinander gesteuert werden, aufweist, wobei die hinteren Arbeitswerkzeuge an einem Mehrfach-Werkzeug-Träger 211 angebracht sind, können die hinteren Arbeitswerkzeuge an dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger 213 angebracht sein.

Claims

Eine automatische Drehmaschine, umfassend:

Ein Paar Mehrfach-Werkzeug-Träger (5, 7), die an entgegengesetzten Seiten mit einem Spindelstock (1) zwischen sich angeordnet sind, wobei der Spindelstock (1) eine Hauptspindel aufweist und in Axialrichtung der Hauptspindel bewegbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß die automatische Drehmaschine weiter umfaßt

einen ersten Mechanismus zur Steuerung der Bewegung eines (5) des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger (5, 7) in einer X-Achsenrichtung und einer Y-Achsenrichtung sowohl senkrecht zu der Axialrichtung der Hauptspindel als auch senkrecht zueinander, um die Werkzeugauswahl und das Bearbeiten auszuführen, und

einen zweiten Mechanismus zur Steuerung der Bewegung des anderen (7) des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger (5, 7) in einer X'-Achsenrichtung und einer Y'-Achsenrichtung sowohl senkrecht zu der Axialrichtung der Spindel als auch senkrecht zueinander, um die Werkzeugauswahl und die Bearbeitung unabhängig von der Bewegungskontrolle des einen (5) des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger (5, 7) durch den ersten Mechanismus auszuführen, wobei, während ein Werkstück durch ein Werkzeug eines Mehrfach-Werkzeug-Trägers (5) bearbeitet wird, der andere Mehrfach-Werkzeug-Träger (7) bei Steuerung durch den zweiten Mechanismus in der Y'-Achsenrichtung bewegt werden kann, um ein Werkzeug des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers auszuwählen und es in eine Position benachbart zu dem Werkstück zu bringen, von wo das Werkzeug in eine Bearbeitungsposition durch Bewegung allein in der X'-Achsenrichtung bei Steuerung durch den zweiten Mechanismus gebracht werden kann.
2. Eine automatische Drehmaschine, wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der der erste Mechanismus und der zweite Mechanismus Kugelmuttern bzw. Kugelschrauben umfassen.
3. Eine automatische Drehmaschine, wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der vordere Arbeitswerkzeuge (281a, 281b, 281c) an einem hinteren Spindelstock (205) gegenüber dem Spindelstock (201) angebracht sind, wobei der hintere Spindelstock (205) eine hintere Spindel (207) aufweist und in einer Richtung parallel zu der axialen Richtung der Hauptspindel (203) und auch in einer Richtung senkrecht zu jener Richtung bewegbar ist, und hintere Arbeitswerkzeuge (283a, 283b, 283c) an einem (211) des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger (211, 213) angebracht sind.
4. Eine automatische Drehmaschine, wie in Anspruch 3 beansprucht, bei der die vorderen Arbeitswerkzeuge (281a, 281b, 281c) in der axialen Richtung des Spindelstocks unabhängig von dem hinteren Spindelstock (205) bewegbar sind.
5. Eine automatische Drehmaschine, wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Oberteile von Bearbeitungswerkzeugen (67, 69, 71), die an einem (5) des Paares Mehrfach- Werkzeug-Träger (5, 7) angebracht sind, ausgerichtet sind und Oberteile von Bearbeitungswerkzeugen (77, 79, 81), die an dem anderen (7) des Paares Mehrfach-Werkzeug-Träger (5, 7) angebracht sind, ebenfalls ausgerichtet sind.
6. Eine Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jeder Mehrfach-Werkzeug-Träger eine Mehrzahl Werkzeuge trägt, die in der Y-Achsen- bzw. Y'- Achsenrichtung beabstandet sind.
7. Eine Drehmaschine gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der der Abstand zwischen den Werkzeugen an jedem Mehrfach-Werkzeug-Träger so ausgewählt ist, daß dann, wenn ein Paar Werkzeuge an dem Mehrfach-Werkzeug-Träger miteinander ausgerichtet sind, die übrigen Werkzeuge nicht ausgerichtet sind.
8. Ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes unter Verwendung einer Drehmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren umfaßt:

i) Anbringen des Werkstücks an dem Spindelstock (1);

ii) Bewegen des einen Mehrfach-Werkzeug-Trägers (5) in der X-Achsen- und/ oder Y-Achsenrichtung, um ein Werkzeug in eine Bearbeitungsposition zu bringen, und Betreiben des Werkzeuges zum Bearbeiten des Werkstückes;

iii) Bewegen des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers (7) in der Y'-Achsenrichtung während des Bearbeitungsteils des Schrittes (ii)), um ein Werkzeug in eine zu dem Werkstück benachbarte Position zu bringen; und dann

iv) Bewegen des anderen Mehrfach-Werkzeug-Trägers (7) allein in der X'- Achsenrichtung, um das Werkzeug an dem anderen Mehrfach-Werkzeug-Träger in eine Bearbeitungsposition zu bringen, und Betreiben des Werkzeuges zum Bearbeiten des Werkstückes.
9. Ein Verfahren nach Anspruch 8, bei dem Schritt (iv)) bei Vervollständigung von Schritt (ii)) ausgeführt wird.