CH655876A5

CH655876A5 - GRINDING OR MILLING MACHINE.

Info

Publication number: CH655876A5
Application number: CH139382A
Authority: CH
Inventors: Erhard Doebeli
Original assignee: Erhard Doebeli
Priority date: 1982-03-08
Filing date: 1982-03-08
Publication date: 1986-05-30
Also published as: DE3220663A1; DE8306028U1; DE3220663C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleif- oder Fräsmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. The invention relates to a grinding or milling machine of the type specified in the preamble of claim 1.

Derartige Maschinen, bei denen der Krümmungsradius der kreisbogenförmigen Wege der Spindel auf den Werkzeugradius einstellbar ist, haben gegenüber Maschinen anderer Art (DE-PS 907 027, GB-PS 1 258 273, US-PS 2 863 361) den Vorteil, dass der Werkzeugumfang den Koordinatenschnittpunkt der Maschine, in bezug auf den der Werkstückvorschub erfolgt, unabhängig von der jeweiligen Schwenklage des Werkzeugs berührt. Such machines, in which the radius of curvature of the arcuate paths of the spindle can be adjusted to the tool radius, have the advantage over machines of another type (DE-PS 907 027, GB-PS 1 258 273, US-PS 2 863 361) that the tool circumference touches the coordinate intersection of the machine with respect to which the workpiece feed takes place, regardless of the respective swivel position of the tool.

Eine Maschine der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 1 427 054 bekannt. Die bekannte Maschine hat einen Maschinenkopf, der einen Revolverkopf mit Werkzeugen trägt. Der Maschinenkopf ist auf einem Kreuzschlitten angeordnet, der von einem Kugelschalenteil getragen wird. Der Kugelschalenteil ist auf vier Gleitflächen abgestützt, und fest mit drei zueinander senkrechten Bolzen verbunden. Jeder der Bolzen ist mittels einer Schraubenspindel zum Drehen des Kugelschalenteils schwenkbar. Durch den Schlitten kann das jeweils verwendete Werkzeug so verschoben werden, A machine of the type mentioned is known from DE-OS 1 427 054. The known machine has a machine head which carries a turret head with tools. The machine head is arranged on a cross slide, which is supported by a spherical shell part. The spherical shell part is supported on four sliding surfaces and firmly connected with three mutually perpendicular bolts. Each of the bolts can be pivoted by means of a screw spindle for rotating the ball shell part. The tool used in each case can be moved by the slide so

dass seine Angriffsfläche den Koordinatenschnittpunkt in jeder Schwenklage des Maschinenkopfs berührt. Der Radius der Bewegungsbahn der Werkzeugspindel kann also dem Werkzeugdurchmesser angepasst werden. Die Aufspannplatte für das zu bearbeitende Werkstück ist um eine Achse drehbar und in den drei Achsenrichtungen verschiebbar. that its contact surface touches the coordinate intersection in any swivel position of the machine head. The radius of the movement path of the tool spindle can therefore be adapted to the tool diameter. The clamping plate for the workpiece to be machined can be rotated about an axis and displaceable in the three axis directions.

Die bekannte Maschine hat neben konstruktiven Unzulänglichkeiten (der Kugelschalenteil muss in der jeweiligen Lage mittels einer Klemmvorrichtung gesichert werden, wobei er sich unvermeidlich etwas verschiebt), vor allem folgenden Nachteil: Wenn der Kugelschalenteil um zwei Achsen gedreht wird, so ist nur die erste Drehung auf das Koordinatensystem der Maschine bezogen. Die zweite Drehung erfolgt nicht in bezug auf das Koordinatensystem der Maschine sondern in bezug auf ein durch die erste Drehung gedrehtes Koordinatensystem. Damit ist es nicht möglich, die in die gewünschte Lage geschwenkte Schleifscheibe während der Bearbeitung des Werkstücks in bezug auf eine Koordinatenachse der Maschine zu schwenken. Das ist aber für ein nach Koordinaten gesteuertes Profilschleifen entscheidend, weil ein gesteuertes Schwenken der Schleifscheibe praktisch nur im Koordinatensystem der Maschine erfolgen kann, in dem auch das Werkstück bewegt wird. Mit der bekannten Maschine kann ausserdem nicht oszillierend schräg hinterschliffen werden. Ferner ist die Schwenkbarkeit des Kugelschalenteils und damit der Werkzeugspindel auf verhältnismässig kleine Winkel beschränkt. The known machine has, in addition to structural shortcomings (the spherical shell part must be secured in the respective position by means of a clamping device, whereby it inevitably shifts somewhat), above all the following disadvantage: if the spherical shell part is rotated about two axes, only the first rotation is open the coordinate system of the machine. The second rotation does not take place in relation to the coordinate system of the machine but in relation to a coordinate system rotated by the first rotation. It is therefore not possible to pivot the grinding wheel pivoted into the desired position with respect to a coordinate axis of the machine during the machining of the workpiece. However, this is crucial for profile grinding controlled according to coordinates, because controlled grinding of the grinding wheel can practically only take place in the coordinate system of the machine, in which the workpiece is also moved. With the known machine it is also not possible to grind back and forth in an oscillating manner. Furthermore, the pivotability of the spherical shell part and thus the tool spindle is limited to relatively small angles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die in eine jeweils gewünschte Ausgangslage in bezug auf das vorgegebene Koordinatensystem der Maschine eingestellte Werkzeugspindel in einer in bezug auf das Koordinatensystem einstellbaren Richtung oszillierend antreibbar ist, und während der Bearbeitung des Werkstücks um eine Achse des vorgegebenen Koordinatensystems drehbar ist, damit das Werkzeug an jeder Stelle der zu bearbeitenden Profilkontur im günstigsten Winkel zu dieser steht und oszilliert wird. The invention has for its object to provide a machine of the type mentioned, in which the tool spindle set in a desired starting position with respect to the predetermined coordinate system of the machine can be driven in an oscillating manner in a direction adjustable with respect to the coordinate system, and during the Machining of the workpiece is rotatable about an axis of the predetermined coordinate system, so that the tool is at the most favorable angle to the profile contour to be machined and is oscillated.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Maschine erfindungsgemäss gelöst. Ausführungsarten und Weiterbildungen derselben sind in den Ansprüchen 2 bis 6 angegeben. This object is achieved according to the invention by the machine specified in claim 1. Embodiments and developments of the same are specified in claims 2 to 6.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert, in der nur die erfindungswesentlichen Teile der Maschine schematisch dargestellt, der Spindelantrieb und die Werkstückaufnahme sowie deren Bewegungsvorrichtung weggelassen sind. Es zeigen: In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the accompanying drawing, in which only the parts of the machine essential to the invention are shown schematically, the spindle drive and the workpiece holder and their movement device are omitted. Show it:

Fig. 1 eine Vorderansicht, 1 is a front view,

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1, 2 is a side view of FIG. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht zu Fig. 1 und 2, und Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung beim Schleifen einer Schrägfläche mit oszillierender Schleifscheibe. 3 shows a plan view of FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 when grinding an inclined surface with an oscillating grinding wheel.

In den Zeichnungen bezeichnen x, y, z ein rechtwinkliges Achsenkreuz, 0 dessen Schnittpunkt, y', z' bzw. x", z" bzw. x"\ y'" die Achsen nach einer Drehung (bezogen auf die Zeichnung) im Uhrzeigersinn um die x- bzw. y- bzw. z-Achse. Die in Fig. 2 und 3 auch nach einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn dargestellten Achsen sind nicht bezeichnet. In the drawings, x, y, z denote a right-angled axis cross, 0 whose intersection, y ', z' or x ", z" or x "\ y '" the axes after a rotation (based on the drawing) clockwise around the x-, y- or z-axis. The axes shown in FIGS. 2 and 3 even after a counterclockwise rotation are not designated.

Die in Normalstellung horizontale, das Werkzeug 1, z.B. eine Schleifscheibe oder einen Fräser, tragende Spindel 2 ist auf einem Schlitten 3 gelagert, der längs eines Arms 4 verschiebbar geführt ist. Der Arm 4 ist senkrecht auf einem Kreuztisch 5, 6 montiert, dessen Schlitten 5 parallel zur Spindel 2 und dessen Schlitten 6 rechtwinklig zur Spindel 2 verschiebbar ist. Der Schlitten 6 ist der Hubschlitten beim Arbeiten mit oszillierendem Werkzeug 1 (Oszillation 15 in The horizontal in the normal position, the tool 1, e.g. a grinding wheel or a milling cutter, supporting spindle 2 is mounted on a carriage 3, which is slidably guided along an arm 4. The arm 4 is mounted vertically on a cross table 5, 6, the slide 5 of which can be displaced parallel to the spindle 2 and the slide 6 of which can be displaced at right angles to the spindle 2. The carriage 6 is the lifting carriage when working with an oscillating tool 1 (oscillation 15 in

5 5

id id

15 15

:o :O

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

655 876 655 876

Fig. 4). Die Antriebsvorrichtung für den Hubschlitten 6 ist ebenso wie die für die Spindel 2 an sich bekannter Art und nicht dargestellt. Der Kreuztisch 5, 6 ist auf einem Segment 7 montiert, das an einer kreisbogenförmigen Führung 8 um die Achse y schwenkbar ist (Fig. 1 und 4). Die Führung 8 ist an einem Teil 9 gebildet, der auf einer (in Fig. 3 nicht dargestellten) Grundplatte 10 um einen zur Achse z koaxialen Zapfen 11 schwenkbar gelagert (Fig. 3) und vorzugsweise mit einem zusammen mit dem Werkstückvorschub programmgesteuerten (nicht dargestellten) Schwenkantrieb verbunden ist. Fig. 4). The drive device for the lifting carriage 6, like the one known per se for the spindle 2, is not shown. The cross table 5, 6 is mounted on a segment 7 which can be pivoted about an axis y on a circular guide 8 (FIGS. 1 and 4). The guide 8 is formed on a part 9 which is pivotally mounted on a base plate 10 (not shown in FIG. 3) about a pin 11 which is coaxial with the axis z (FIG. 3) and preferably with a program-controlled (not shown) together with the workpiece feed ) Rotary actuator is connected.

Der Kreuztisch 5, 6 ist am Segment 7 um eine die Achsenlinie der Spindel 2 schneidende und durch den Schnittpunkt 0 der Achsen x, y, z gehende Achsenlinie (x-Achse in Fig. 1 und 2, x- bzw. x"'-Achse in Fig. 3, x"-Achse in Fig. 4) drehbar, wie aus Fig. 2 ersichtlich. The cross table 5, 6 is on the segment 7 about an axis line intersecting the axis line of the spindle 2 and passing through the intersection 0 of the axes x, y, z (x axis in FIGS. 1 and 2, x or x "'- 3, x "axis in Fig. 4) rotatable, as shown in Fig. 2.

Der Krümmungsradius der Führung 8 und die Verschiebbarkeit der Schlitten 3, 5 und 6 sind so bemessen, dass jedes der Werkzeuge, für deren Verwendung die Maschine eingerichtet ist, in die Lage gebracht werden kann, in welcher die Achsenlinie z eine Tangente des äussersten Werk-zeugumfangs ist. The radius of curvature of the guide 8 and the displaceability of the carriages 3, 5 and 6 are dimensioned such that each of the tools for the use of which the machine is set up can be brought into a position in which the axis line z is a tangent to the outermost workpiece. is scope.

Die Maschine ist mit einem ortsfesten Profilprojektor ausgerüstet, dessen optische Achse mit der Achse z zusammenfällt, und von dem nur der Objektivtubus 12 in Fig. 1, 2 und 4 dargestellt ist. Objektebene des Projektors ist die Ebene der Achsenlinien x und y. Auf der Abbildungsfläche des Projektors ist die Lage der z-Achse markiert. The machine is equipped with a stationary profile projector, the optical axis of which coincides with the axis z, and of which only the lens barrel 12 is shown in FIGS. 1, 2 and 4. The object level of the projector is the plane of the x and y axis lines. The location of the z-axis is marked on the imaging surface of the projector.

Beim Arbeiten mit der Maschine wird zuerst das Werkzeug 1 in horizontaler Stellung des Armes 4 durch Verschiebung der Schlitten 3, 5 und 6 in die Stellung gebracht, in welcher der äusserste Werkzeugumfang die Achsenlinie z im Schnittpunkt 0 der drei Achsen x, y und z berührt. Diese Operation wird nach einem Auswechseln des Werkzeugs sowie dann wiederholt, wenn der Werkzeugradius infolge Abnutzung abgenommen hat. When working with the machine, the tool 1 is first brought into the horizontal position of the arm 4 by moving the slide 3, 5 and 6 into the position in which the outermost tool circumference touches the axis line z at the intersection 0 of the three axes x, y and z . This operation is repeated after changing the tool and when the tool radius has decreased due to wear.

Nach dieser Einstellung des Werkzeugs 1 berührt dessen äusserster Umfang den Schnittpunkt 0 der drei Achsen x, y, z auch nach einer Drehung des Kreuztisches 5,6 um die Achse x (bzw. x" oder x'"), nach einer Schwenkung des Segments 7 um die Achse y (bzw. y'") und nach einer Schwenkung der Segmentführung 7, 8 um die Achse z, und auch nach mehreren dieser Dreh- und Schwenkbewegungen. Bei oszillierendem Werkzeug 1 ist eine Ebene, (z. B. y, z in Fig. 1 oder 2, y"\ z in Fig. 3 oder y, z" in Fig. 4), auf welcher der 5 Schnittpunkt 0 der Achsen x, y und z liegt, Tangentialebene des Werkzeugs 1 und damit Bearbeitungsebene, unabhängig davon, ob das Werkzeug in der in Fig. 1, 2 und 3 ausgezogen dargestellten oder in einer in diesen Figuren strichpunktiert dargestellten, einfach oder mehrfach geschwenkten Lage os-in zilliert wird. Wesentlich dafür ist, dass der Abstand der Spindel 2 vom Schnittpunkt 0 der drei Achsen x, y, z bei der Drehung und bei den beiden Schwenkungen unverändert bleibt. Bei der Drehung um x bzw. x" oder x"', ist dies offensichtlich. Bei der Schwenkung um y bzw. y" bewegt sich i5 die Spindel 2 um den Punkt 0 auf einem kreisbogenförmigen Weg a, dessen Radius der Werkzeugradius ist, und bei der Schwenkung um die Achse z bewegt sich die Spindel um den Punkt 0 auf einem ebenfalls kreisbogenförmigen Weg b, dessen Radius der Werkzeugradius ist. After this setting of the tool 1, its outermost circumference touches the intersection 0 of the three axes x, y, z even after the cross table 5,6 has been rotated about the axis x (or x "or x '"), after a pivoting of the segment 7 about the axis y (or y '") and after pivoting the segment guide 7, 8 about the axis z, and also after several of these rotary and pivoting movements. In the case of an oscillating tool 1 there is a plane (eg y , z in Fig. 1 or 2, y "\ z in Fig. 3 or y, z" in Fig. 4), on which the 5 intersection 0 of the axes x, y and z lies, the tangential plane of the tool 1 and thus the machining plane 1, 2 and 3, or in a single or multiple swiveled position shown in dash-dotted lines in these figures, it is essential that the distance of the spindle 2 from the Intersection 0 of the three axes x, y, z remains unchanged with the rotation and with the two swivels he rotation by x or x "or x" ', this is obvious. When pivoting by y or y "i5, the spindle 2 moves around the point 0 in an arc-shaped path a, the radius of which is the tool radius, and when pivoting about the axis z, the spindle also moves around the point 0 on one circular path b, the radius of which is the tool radius.

20 Der Punkt 0 wird als Bezugspunkt für den Werkstückvorschub verwendet. Beispielsweise zum Schleifen einer unteren Abschrägung 13 an einem Werkstück 14 (Fig. 4) wird der Arm 4 entsprechend dem Abschrägungswinkel nach unten geschwenkt. In dieser Lage wird durch Antrieb und Os-25 zillation ( i 5) des Werkzeugs 1 das Werkstück 14 bearbeitet, indem es horizontal so bewegt wird, dass der obere Rand der gewünschten Abschrägung an dem durch den Schnittpunkt der Achsenlinien x, y und z gebildeten Bezugspunkt läuft. Dabei kann das Werkzeug 1 auch in einer um die Achse x 30 gedrehten Lage (Fig. 2) verwendet und um die Achse z geschwenkt werden (Fig. 3), wobei der Bezugspunkt, wie erwähnt, unverändert bleibt. Der Werkstückvorschub kann auf beliebige Art bewirkt werden, z. B. programmgesteuert nach Koordinaten, nach einer Schablone oder handge-35 steuert. Das Werkstück braucht zur Bildung geneigter, auch in verschiedenem Masse geneigter Flächen nicht in geneigter Lage eingespannt und stets nur in der Horizontale bewegt zu werden, wobei der Vorschub (Strecken, Radien, Winkel) unmittelbar den vom Konstrukteur üblicherweise auf die Hori-40 zontalebene bezogenen Angaben entnommen werden kann. 20 Point 0 is used as the reference point for the workpiece feed. For example, for grinding a lower bevel 13 on a workpiece 14 (FIG. 4), the arm 4 is pivoted downwards in accordance with the bevel angle. In this position, the workpiece 14 is machined by driving and oscillating (i 5) the tool 1 by moving it horizontally so that the upper edge of the desired bevel is formed by the intersection of the axis lines x, y and z Reference point is running. The tool 1 can also be used in a position rotated about the axis x 30 (FIG. 2) and pivoted about the axis z (FIG. 3), the reference point, as mentioned, remaining unchanged. The workpiece feed can be effected in any way, e.g. B. program controlled according to coordinates, according to a template or hand-35 controls. The workpiece does not need to be clamped in an inclined position and always only moved horizontally in order to form inclined surfaces that are inclined to different extents, and the feed (distances, radii, angles) is directly related to the zonal plane usually referred to by the designer Information can be taken.

50 50

55 55

60 60

S S

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

655 876

PATENT CLAIMS

1. grinding or milling machine, in which the disc-shaped tool (1) receiving tool spindle (2) on two circular paths (a, b) with a common center (0), their planes (x, z and x, y) at right angles to each other cut, movably guided and vertically (x. x ", x '") to the respective tangential plane of the arcuate paths (a, b) and in their axis direction parallel to the tangential plane (y, y' ") is slidably mounted, characterized in that the Spindle (2) in addition to the two directions of displacement (x, x ", x '"; y, y' ") is displaceable in a third direction (z, z ', z"), which is perpendicular to the spindle axis (2) and parallel to the respective tangential plane of the arcuate paths (a, b), and that it is driven in an oscillating (15) drivable manner in the third direction (z, z ', z ") on a carrier (7) which is arranged along an arcuate guide (8, 9) is guided, which is rotatably mounted about a fixed pivot bearing (11), the axis line (z) of the elbow intersection axis (y) of the circular arc guide (8.9) at right angles.

2. Machine according to claim 1, in which the spindle (2) is rotatable about a line intersecting its axis line and the center point (0) of the arcuate paths (a, b) (x, x ", x '"), characterized in that that the spindle (2) about this line (x, x ", x '") is rotatably mounted on the carrier (7).

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the spindle (2) along an arm (4) slidably (3) mounted, the arm (4) by a perpendicular to it cross table (5,6) and the cross table (5, 6) is attached to a circle segment (7) forming the support.

4. Machine according to claims 2 and 3, characterized in that the arm (4) on the segment (7) is rotatably mounted about a radial axis (x) which passes through the point (0) at which the axis of curvature (y) the circular arc guide (8,9) intersects its pivot axis (z).

5. Machine according to claim 3 or 4, characterized in that one (6) of the two slides of the cross table (5, 6) for oscillating (15) of the tool (1) can be driven.

6. Machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the swivel axis line (z) of the circular arc guide (8,9) coincides with the optical axis of a magnifying imaging device (12), in the image plane of which marks this axis line (z) and an adjacent part of the tool circumference is imaged.