DD274947A3

DD274947A3 - Antriebs- und fixiereinrichtung fuer die hauptspindel von werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DD274947A3
Application number: DD30542187A
Authority: DD
Inventors: Hartmut Hahn; Herbert Poch; Horst Lange
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1987-07-28
Filing date: 1987-07-28
Publication date: 1990-01-10

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar, wenn Drehmaschinen, die zu Bearbeitungszentren ausgebaut werden, mit einem Rotationsvorschub fuer die Hauptspindel - c-Achse - ausgeruestet werden sollen. Dazu wird die Antriebs- und Fixiereinrichtung als Schwenkeinrichtung ausgelegt und die Schwenkbewegung durch mindestens einen druckmittelbeaufschlagten einfach wirkenden Arbeitszylinder eingeleitet. Der Arbeitszylinder realisiert zwei Druckstufen, wobei die erste Druckstufe die Zylinderschnecke nur so stark gegen das Schneckenrad der Hauptspindel drueckt, wie es die Rueckstellkraefte des Schneckentriebes erfordern. Die zweite Druckstufe blockiert den Schneckentrieb, so dass eine stabile Lageposition der Hauptspindel, auch bei schweren Fraesschnitten, erzielt wird. Werden zwei Arbeitszylinder gegensinnig angeordnet, so wirkt der zweite Arbeitszylinder als variabler Anschlag. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar als Zusatzantrieb und Fixiereinrichtung für Werkzeugmaschinenspindeln, insbesondere in Drehmaschinen, die als Bearbeitungszentren ausgebaut sind und bei denen ein Rctationsvorschub - c-Achse - erforderlich ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Komplettbearbeitung von Drehteilen auf Fertigungszellen für Drehbearbeitung ist ein Rotationsvorschub - c-Achse - der Hauptspindel erforderlich. Dazu sind eine Reihe von Lösungen bekannt, bei denen mit Hilfe des Hauptantriebs bestimmte Winkelstellungen der Hauptspindel realisiert werden, die anschließend durch geeignete Mittel - Indexbolzen, Zahnsegmente in ihrer Lage fixiert werden. Weiterhin sind NC-geregelte Zusatzantriebe mit hohem Auflösevermögen - Ο,ΟΟΓ/lnkrement bekannt, bei denen z. B. durch Überlagerung zweier Geradbewegungen - x- und y-Achse - mit der Drehbewegung - c-Achse räumliche Kurven auf Zylindern hergestellt werden können.

Das Zu- und Abschalten des Rotationsvorschubs- c-Achse- kann über Klauenkupplung (DE-OS 3328327, B 23 B 11/00) oder über eine einschwenkbare Schnecke (Prospekt der Fa. Heinemann, EMO 85; MS 3-200) erfolgen.

Die Fa. VOEST-ALPINE bietet eine Lösung eines Vorschubantriebs, bei der die Vorschubbewegung über ein "Harmonic-Drive-Getriebe" mit separatem Achsantriebsmotor eingeleitet wird und die Hauptspindel über ein hydraulisch betätigtes Zahnsegment in jeweils 1°-Schritten positioniert, d.h. verriegelt werben kann. Siehe dazu Prospekt VOEST-ALPINE „Info 62", VOEST-ALPINE-Information, 18. Jahrgang, WNC 500S und WNC 700S.

Die genannten Lösungen haben die Nachteile, daß der ausrüstungsseitige Aufwand sehr groß ist - z. B. getrennte Antriebs- und Fixiereinrichtungen, schaltbare Kupplungen - und darüber hinaus die beschriebenen Fixiereinrichtungen - Indexbolzen, Zahnsegmente - teilungsbedingt den Genauigkeitsanforderungen nicht entsprechen. Lagegeregelte NC-Zusatzantriebe haben wiederum den Nachteil, daß sie bei schweren Bearbeitungsvorgängen-z.B. schwere Frässchnitte- nicht lagestabil genug sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Antriebs- und Fixiereinrichtung für Drehmaschinen-Hauptspindeln mit entsprechend hohem Auflösevermögen, die gleichzeitig genügend Lagestabilität der Hauptspindel im fixierten Zustand, auch bei schweren Frässchnitten, gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Antriebs- und Fixiereinrichtung von Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, die zu Bearbeitungszentren ausgebaut sind, wobei die Hauptspindel den Rotationsvorschub - c-Achse - realisiert, die Vorschubbewegung durch einen Schneckentrieb eingeleitet wird und die Vorschub-Antriebseinrichtung schwenkbar gelagert ist, erfinderisch so zu verbessern, daß die Antriebs- und Fixiereinrichtung bei ausrüstungsseitig geringstem Aufwand den Genauigkeitsanforderungen hinsichtlich Auflösungs- und Fixiergenauigkeit entspricht und daß die Hauptspindel im fixiertem Zustand, auch bei schweren Frässchnitten, genügend lagestabil ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schwenkbewegung der Antriebs- und Fixiereinrichtung durch mindestens einen druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylinder eingeleitet, der Arbeitszylinder zweistufig druckbeaufschlagt wird und die Zylinderschnecke als Fixiereinrichtung ausgelegt ist. Anstelle des zweistufig beaufschlagter. Arbeitszylinders können zwei gegensinnig arbeitende Arbeitszylinder, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt, angeordnet sein, wobei einer der beiden Arbeitszylinder als verstellbarer Anschlag ausgelegt ist. Zur Meldung der Lage der Schwenkeinrichtung sind Sensoren angeordnet. Die Vorteile der Lösung sind darin zu sehen, daß die Hauptspindel in jede beliebige Drehwinkelstellung bewegt und mit den gleichen Mitteln in dieser beliebigen Drehwinkelstellung fixiert werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Prinzipskizze der Antriebs- und Fixiereinrichtung in eingeschränktem und Fig. 2: in ausgeschwenktem Zustand

Ein Elektromotor (RSM) 1 mit angeflanschtem Drehwinkelgeber (JGR) 2 treibt über ein Stirnradgetriebe 3 auf die Zylinderschnecke 4, die wahlweise mit dem Globoidrad 5 der Hauptspindel 5.1 in Eingriff gebracht werden kann.

Siehe dazu Fig. 1.

Das Einschwenken der Antriebs- und Fixiereinrichtung 11 um den Drehpunkt 8 erfolgt durch einen einfachwirkenden, zweistufig druckbeaufschlagten Hydraulikzylinder 7 gegen die Zugfeder 6. Die Zugfeder 6 bewirkt dadurch, bei Entlastung des Arbeitszylinders 7, selbstständig das Ausschwenken dor Schwe.ikeinheit 11. Die beiden definierten Druckstufen Pi undp₂ realisieren die Kräfte Fi und F₂, mit denen die Zylinderschnecke 4 in das Globoidrad 5 gedrückt wird, wobei F₁ < F₂ ist. Durch die Kraft F₁ wird die Schwenkeinheit 11 nur so stark gegen das Globoidrad 5 gedrückt, wie es die Rückstellkräfte des Schneckentriebs erfordern.

Soll die Hauptspindel 5.1 fixiert- blockiert-werden, so wird die Zylinderschnecke 4 mit der größeren Kraft F₂ in das Globoidrfd gepreßt und eine Lagepositionierung der Hauptspindel erreicht.

In dem Fall, da zwei gegensinnig wirkende Arbeitszylinder 7 und 10 eingesetzt werden, arbeitet der Arbeitszylinder 10 als Anschlag, d. h. er bringt die Gegenkraft F₂ - vergleichbar mit der Rückstellkraft des Schneckentriebs - auf. Der Arbeitszylinder 7 erzeugt folglich die Anpreßkraft F₁, wobei F₁ < F₂ ist. Die Schwenkeinheit 11 kann demnach nur soweit geschwenkt werden, wie es der Arbeitszylinder 10 zuläßt, d. h. wie es die Rückstellkräfte des Schneckentriebes erfordern. Das Ausschwenken erfolgt ebenfalls wieder durch die Zugfeder 6.

Wird F₂ < F₁, bzw. F₂ = 0, dann preßt der Arbeitszylinder 7 die Schwenkeinheit 11-dieZylinderschnecke4-in das Globoidrad 5 und die Hauptspindel 5.1 wird blockiert, folglich eine Lagepositionierung der Hauptspindel 5.1 erreicht.

Die beiden Endlagen der Schwenkeinheit 11 werden durch Sensoren 9, z. B. Näherungsinitiatoren, festgestellt.

Claims

1. Antriebs- und Fixiereinrichtung für die Hauptspindel von Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, die zu Bearbeitungszentren ausgebaut sind, wobei an der Hauptspindel wahlweise ein Rotationsvorschub - c-Achse - realisiert, die Vorschubbewegung durch einen Schneckentrieb eingeleitet wird und die Vorschub-Antriebseinrichtung schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der Antriebs- und Fixiereinrichtung (11) durch mindestens einen druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylinder (7) eingeleitet, der Arbeitszylinder (7) zweistufig druckbeaufschlagt und die Zylinderschnecke (4) als Fixiereinrichtung ausgelegt ist.

2. Antriebs- und Fixiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gegensinnig arbeitende Arbeitszylinder (7 und 10), mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt, angeordnet sind und der Arbeitszylinder (10) als verstellbarer Anschlag ausgebildet ist.

3. Antriebs- und Fixiereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Lage der Schwenkbewegung der Antriebs- und Fixiereinrichtung (11) durch Sensoren (9) angezeigt ist.