用于批量生产高精度工件的机床方案的制作方法

本发明涉及一种用于批量生产高精度工件的机床方案，根据所述机床方案在限定的时间单位内待生产的工件件数有预期的提高。示例性的工件是用于汽车制造的传动部件或者用于医疗技术的部件，即来自对于所生产的部件具有高保修条件的工业领域的部件。

背景技术：

1、迄今为止常见的用于由坯料批量生产高精度工件的机床方案(例如通过车削、磨削、钻孔、铣削或螺纹切削)都是基于使用标准机床。除了坯件的材料规格之外，所使用的机床和刀具以及制造技术在工件的生产者和用户之间的所谓的验证中确定为要保持恒定的框架条件。这些框架条件通常根据合同长时间适用，并且也适用于待生产和待交付数量提高的情况。如果所需的件数增加、现有机床迄今为止满负荷运转并且保持验证，则供货方因此只需相应增加使用的机床数量。由此，机械消耗和能耗以及空间需求倍增，其中所投入的机床很少能够最优地与待处理的加工相匹配，即尺寸过大或者必须消除过早的磨损现象。因此，尽管提高了生产数量，然而既没有减少投入的资源和环境负担的减少，也没有降低单件成本。

技术实现思路

1、鉴于先前实践中用于批量生产高精度工件的机床方案的所述缺点，尤其是所需件数可能有预期的提高，本发明的目的在于，提供一种改进的机床方案。在此，在最初待生产的工件件数的情况下已经可以实现最佳的资源使用，并且在此还在生产提高的情况下确保在验证中确定的用于批量生产的框架条件。最后，通过改进的机床方案实现要提供的材料、人力资源和造成的环境负担最小化，以及尽可能也实现在生产数量提高、尤其是倍增的情况下降低单件成本。

2、本发明的主题是用于批量生产高精度工件的机床方案，根据所述机床方案在限定的时间单位内待生产的工件件数有预期的提高。为了根据要对工件实施的加工步骤制造在限定的时间单位内待生产的工件件数的第一目标量，至少一个加工中心配备有指向共同加工区域的所需的加工单元。在此，在工件特征方面优化所使用的加工单元的规格和布置以及技术加工流程。这些生产条件在审核之后被作为经验证的生产条件固定下来。为了制造相对于第一目标量提高的、在限定的时间单位内待生产的工件件数的第二目标量，在维持经验证的生产条件的情况下给所述至少一个加工中心添加至少一个另外的加工中心。如果需求和因此在限定的时间单位中待生产的工件件数的目标量都显著提高，则在所述机床方案中不设置另外的加工中心，而是在维持经验证的生产条件的情况下将工件制造转移到多工位自动机床上。为了保持所述验证，在多工位自动机床上仅安装与在加工中心内使用的加工单元的规格相当的加工单元。

3、以下特征涉及本发明的特定实施例：在经验证的生产条件下在最初唯一的加工中心的加工区域中执行所有的要对工件实施的加工步骤。或者，在经验证的生产条件继续适用的情况下，为了提高待生产工件的件数，为所述机床方案扩充另外的加工中心。在此，在每个单独的加工中心上执行所有的对工件设置的加工步骤，或者在形成的生产线中确定第一加工中心以用于对工件执行第一序列的加工步骤以及后续的加工中心以用于对工件执行另外的序列的加工步骤。

4、在形成具有多个加工中心的生产线时，以串联、并联或组合形式布置互连配置。在此，为各个加工中心、各组加工中心或所有加工中心的整体：

5、-配设各自的或共用的输送装置，所述输送装置用于供应工件坯料、传送部分加工的工件和输出加工完成的工件；以及

6、-配设各自的或共用的切屑区域，所述切屑区域用于处理和排出所出现的材料切屑。

7、也可以考虑整体可用的控制设备。

8、在加工区域中设置有多个加工单元、优选三个加工单元，它们可用于同时对相同的工件进行加工。

9、第一加工中心具有装料和卸料区域，以用于将工件坯料输送到加工区域中或用于输出部分加工的或加工完成的工件。并且至少一个后续的加工中心具有装料和卸料区域，以用于将在先的加工中心上部分加工的工件输送到后续的加工中心的加工区域中或者用于输出部分加工的或加工完成的工件。

10、单个加工单元位于相应的轴系统上，该轴系统允许由加工单元引导的刀具在x-y-z坐标系中运动。当加工主轴激活时，其绕第一旋转轴旋转，由此，由加工主轴驱动的刀具被置于旋转中。

11、所述装料和卸料区域具有转动块，该转动块具有可绕转动轴线旋转的转动头，该转动头确定用于保持待引入到加工区域中的、未加工的或部分加工的工件或者从加工区域中待引出的部分加工的或加工完成的工件。可围绕转动轴线转动的转动头具有至少两个用于保持和用于运输工件的卡盘。在此，其中一个卡盘在转动头的第一旋转位置中确定用于装载或卸载工件，而另一个卡盘在第一旋转位置中定位工件以用于加工，并且在转动头的第二旋转位置中调换两个卡盘的功能。此外，第二旋转轴线延伸穿过转动块，以便使相应暂时位于轴向上的卡盘与被夹持在其中的工件在需要时(例如为了旋转加工)进行旋转，或者在旋转位置中进行调节，以便加工工件的另一侧。

12、在加工中心内部，至少一个所述加工单元配设有刀具更换单元。加工单元中的至少一个加工单元构造为切削加工式的，并且另一个加工单元可以被设置用于从卡盘中抓取工件。

13、在所述机床方案中，仅为预期发展的、待生产工件的极高的目标量而设置的多工位自动机床构造为回旋式机床，多个加工单元径向安装在所述回旋式机床的居中布置的转向架周围。安装在回旋式机床上的加工单元对应于先前在加工中心中使用的加工单元，从而在这方面也继续遵守经验证的生产条件。

技术特征：

1.用于批量生产高精度工件(8)的机床方案，根据所述机床方案在限定的时间单位内待生产的工件(8)件数有预期的提高，其特征在于，

2.根据权利要求1的机床方案，其特征在于，

3.根据权利要求1和2中至少一项的机床方案，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中至少一项所述的机床方案，其特征在于，在所述加工区域(13)中设置有多个加工单元(2)、优选三个加工单元(2)，这些加工单元可以是能用于同时对相同的工件(8)进行加工的。

5.根据权利要求1至4中至少一项所述的机床方案，其特征在于，

6.根据权利要求1至5中至少一项所述的机床方案，其特征在于，各单个加工单元(2)连同其加工主轴(23)安置在相应的轴系统(22)上，所述轴系统允许由所述加工单元(2)引导的刀具(20)既围绕第一旋转轴线(r1)运动又在x-y-z坐标系中运动。

7.根据权利要求5和6中至少一项所述的机床方案，其特征在于，所述装料和卸料区域(3)具有转动块(4)，所述转动块具有能围绕转动轴线(s)旋转的转动头(40)，所述转动头确定用于保持要导入到所述加工区域(13)中的未加工的或部分加工的工件(8)或者要从所述加工区域(13)导出的部分加工的或加工完成的工件(8)。

8.根据权利要求7的机床方案，其特征在于，

9.根据权利要求7和8中至少一项所述的机床方案，其特征在于，第二转动轴线(r2)延伸通过所述转动块(4)，以便使相应地暂时位于轴向上的卡盘(41)与被夹持在其中的工件(8)在需要时进行旋转或者在旋转位置中进行调节。

10.根据权利要求1至9中至少一项所述的机床方案，其特征在于，在所述加工中心(1)内部，至少一个所述加工单元(2)配备有刀具更换单元(5)。

11.根据权利要求1至10中至少一项所述的机床方案，其特征在于，

12.根据权利要求1至11中至少一项所述的机床方案，其特征在于，所述多工位自动机床构造为回旋式机床，多个加工单元(2)径向安装在所述回旋式机床的居中布置的转向架周围。

技术总结
本发明涉及一种用于批量生产高精度工件(8)的机床方案，根据该机床方案在限定的时间单位内待生产的工件件数有预期的提高。为了根据要对工件(8)实施的加工步骤制造在规定时间单位内待生产的工件(8)件数的第一目标量，设置至少一个加工中心(1)，所述加工中心配备有指向共同加工区域(13)的所需的加工单元(2)。为了制造相对于第一目标量提高的、在限定的时间单位内待生产工件的件数的第二目标量，在维持经验证的生产条件的情况下给所述至少一个加工中心添加至少一个另外的加工中心。如果需求和因此带来的在规定时间单位内待生产的工件件数的目标量都显著提高，则在机床方案中不设置另外的加工中心，而是在维持经验证的生产条件的情况下将工件制造转移到多工位自动机床上。

技术研发人员：A·巴尔贝塔,A·伊莫伯多夫
受保护的技术使用者：伊莫伯多夫控股股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14