DD284628A5 - Pivot means - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtung. Es sind zwei parallele Schwenkachsen vorgesehen, die einen ersten Schwenkarm mit einem maschinengebundenen Bauteil bzw. einem die Arbeitsspindel oder den Arbeitstisch aufnehmenden zweiten Schwenkarm gelenkig verbinden, der zwangslaeufig mit dem entgegengesetzten Drehsinn und der doppelten Geschwindigkeit schwenkbar ist wie der erste Schwenkarm. Fig. 1{Schwenkeinrichtung; Schwenkachsen, parallel; Bauteil, maschinengebunden; Arbeitstisch; Arbeitsspindel; Schwenkarm; zwangslaeufig}The invention relates to a pivoting device. There are provided two parallel pivot axes which articulate a first pivot arm with a machine-bound component or a work spindle or work table receiving the second pivot arm which is zwangslaeufig with the opposite direction of rotation and double speed as the first pivot arm. Fig. 1 {pivoting device; Swivel axes, parallel; Component, machine-bound; Work table; Work spindle; arm; inevitably}
Description
Hierzu 6 Seiten ZeichnungenFor this 6 pages drawings
Die Erfindung betrifft eine Schwenkeinrichtung, mit der insbesondere die Arbeitsspindel oder der Arbeitstisch einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, vorzugsweise eines Fünfseiten-Bearbeitungszentrums, zwischen zwei zueinander senkrechten Stellungen, in denen die gedachten Arbeitsspindelachsen bzw. Arbeitstischnormalen einen werkstückseitigen Schnittpunkt bilden, in einer Ebene schwenkbar ist. Ihr Hauptanwendungsgebiet sind Bearbeitungszentren, mit denen Werkstücke in einer Aufspannung an fünf Seiten automatisch bearbeiten werden können.The invention relates to a pivoting device with which in particular the work spindle or the work table of a numerically controlled machine tool, preferably a five-sided machining center, between two mutually perpendicular positions, in which the imaginary work spindle axes or worktable normal form a workpiece-side point of intersection, in a plane is pivotally. Their main field of application is machining centers, which can be used to automatically machine workpieces in one clamping on five sides.
Fünfseitenbearbeitung wird bei einem mit drei linearen und einer Drehachse ausgestatteten Bearbeitungszentrum dadurch realisiert, daß die Arbeitsspindel oder der Arbeitstisch zwischen einer waagerechten und einer senkrechten Stellung schwenkbar ist. Derartige Schwenkbewegungen sind bei einer Vielzahl bekannter Spindelköpfe und Arbeitstische möglich. Ist der Spindelkopf z. B. um eine horizontale Achse schwenkbar (DE-OS 2201057), verkürzt sich der Verfahrweg in einer der Werkzeugachsen. Dies ist auch bei einem in zwei orthogonalen Ebenen schwenkbaren Spindelkopf der Fall, wenn die raumfeste horizontale Schwenkachse mit der Spindelstockachse zusammenfällt (Fräsmaschine alcera 1003 der Fa. Amstutz Levin & Cie, FR/Prospekt). Die Verkürzung des Verfahrensweges wird vermieden, wenn beide Schwenkebenen einen Winkel von 45 Grad einschließen (DE-OS 3526493, Fräskopf SFK der Fa. REIDEN Werkzeugmaschinenfabrik AG, CH/Prospekt) oder die raumfeste horizontale Schwenkachse senkrecht zur Spindelkopfachse verläuft (DD-WP 235201), wobei die zuerst genannte Lösung den Vorteil hat, das Werkzeug zwischen den orthogonalen Stellungen in einer Ebene führen zu können. Dafür sind jedoch zwei Steuerachsen erforderlich, die einen hohen Geräte- und Programmieraufwand verkörpern. Ebenfalls sehr aufwendig sind Lösungen, bei denen die Arbeitsspindel (DE-OS 2910 603) oder der Arbeitstisch (DE-OS 25 28677) entlang einer an der Maschine angeordneten Kurve geführt ist. Die Kuve selbst behindert den Zugriff von Wechseleinrichtungen zum Werkzeug bzw. das Verfahren des Werkstücks. Ist die Arbeitsspindel in einem schaukelartig ausgebildeten Spindelkopf aufgenommen, der um eine den Arbeitspunkt des Werkzeuges schneidende Schwenkachse beweglich ist (DE-OS 1502077), verbleiben wiederum hohe Aufwände und Behinderungen des Werkzeugwechsels.Five-sided machining is realized in a machining center equipped with three linear and one rotary axis in that the work spindle or the work table is pivotable between a horizontal and a vertical position. Such pivotal movements are possible in a variety of known spindle heads and work tables. If the spindle head z. B. pivotable about a horizontal axis (DE-OS 2201057), shortens the travel in one of the tool axes. This is also the case with a spindle head which can be swiveled in two orthogonal planes, when the spatially fixed horizontal pivot axis coincides with the headstock axis (milling machine alcera 1003 from Amstutz Levin & Cie, FR / Prospectus). The shortening of the process path is avoided if both pivot levels include an angle of 45 degrees (DE-OS 3526493, milling head SFK Fa. REIDEN Werkzeugmaschinenfabrik AG, CH / brochure) or the space-fixed horizontal pivot axis perpendicular to the spindle head axis (DD-WP 235201) The first mentioned solution has the advantage of being able to guide the tool between the orthogonal positions in one plane. However, two control axes are required for this, which embody a high level of equipment and programming effort. Also very expensive are solutions in which the work spindle (DE-OS 2910 603) or the work table (DE-OS 25 28 677) is guided along a curve arranged on the machine. The Kuve itself obstructs the access of changing devices to the tool or the method of the workpiece. If the work spindle is accommodated in a rocker-like spindle head, which is movable about a pivot axis intersecting the working point of the tool (DE-OS 1502077), high expenditures and obstructions to the tool change remain.
Es ist Ziel der Erfindung, bei einfacher Steuerung ebener Schwenkbewegungen und voller Ausschöpfung maschinengebundener Verfahrwege in zueinander senkrechten Schwenkstellungen den Aufwand zu verringern und den Zugang zum Werkzeug bzw. die Verfahrmöglichkeiten des Werkstücks zu verbessern.It is an object of the invention, with simple control of planar pivoting movements and full utilization of machine-bound travels in mutually perpendicular pivot positions to reduce the effort and to improve access to the tool or the traversing possibilities of the workpiece.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkeinrichtung, mit der insbesondere die Arbeitsspindel oder der Arbeitstisch einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, vorzugsweise eines Fünfseiten-Bearbeitungszentrums, zwischen zwei zueinander senkrechten Stellungen, in denen die gedachten Arbeitsspindelachsen bzw. Arbeitstischnormalen einen werkstückseitigen Schnittpunkt bilden, in einer Ebene schwenkbar ist, zu schaffen, bei der sowohl festverlegte Bewegungsbahnen und seitliche Umbauungen des Werkzeuges bzw. Werkstückes als auch mehrere zu steuernde Bewegungsachsen vermieden werden.The invention is based on the object, a pivoting device, with the particular work spindle or the work table of a numerically controlled machine tool, preferably a five-sided machining center, between two mutually perpendicular positions in which the imaginary work spindle axes or work table normal form a workpiece-side point of intersection in one Level is pivotal to create, in which both fixed trajectories and lateral remodeling of the tool or workpiece as well as several axes of motion to be controlled are avoided.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwei parallele Schwenkachsen vorgesehen sind, die einen ersten Schwenkarm mit einem maschinengebundenen Bauteil bzw. einem die Arbeitsspindel oder den Arbeitstisch aufnehmenden zweiten Schwenkarm gelenkig verbinden, der zwangläufig mit dem entgegengesetzten Drehsinn und der doppelten Geschwindigkeit schwenkbar ist wie der erste Schwenkarm.According to the invention, this object is achieved in that two parallel pivot axes are provided, which connect a first pivot arm with a machine-bound component or a work spindle or the work table receiving second pivot arm articulated, which is forced to pivot with the opposite direction of rotation and double speed as the first swivel arm.
Im ersten Schwenkarm sind koaxial zu den Schwenkachsen zwei mit dem maschinengebundenen Bauteil bzw. dem zweiten Schwenkarm drehfest verbundene und untereinander in getrieblicher Verbindung stehende Getrieberäder angeordnet.In the first pivot arm are coaxially arranged with the machine-mounted component or the second pivot arm rotatably connected to each other and in geared connection gear wheels to the pivot axes.
Die Getrieberäder können als Zahnriemenscheiben, Stirn- oder Schneckenräder ausgebildet sein, die mit einem endlosen Zahnriemen, einem zwischengeschalteten Stirnrad bzw. zwei auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordneten Schnecken in Eingriff stehen.The gears can be designed as a toothed belt pulleys, spur or worm wheels, which engage with an endless toothed belt, an intermediate spur gear or two on a common shaft rotatably mounted worm.
Die koaxial zur maschinen- und werkstückseitigen Schwenkachse angeordneten Getrieberäder weisen dann ein Übersetzungsverhältnis von 1:2 auf.The coaxial with the machine and workpiece side pivot axis arranged gears then have a gear ratio of 1: 2.
Mit der Innenverzahnung eines im ersten Schwenkarm koaxial zur maschinenseitigen Schwenkachse angeordneten Hirth-Verzahnungsringes, der mit einem im maschinengebundenen Bauteil angeordneten Hirth-Verzahnungsring korrespondiert, steht ein Stirnrad in Eingriff, dessen im maschinengebundenen Bauteil gelagerte Welle mit einem im maschinengebundenen Bauteil angeordneten rotierenden Antrieb gekoppelt ist.With the internal toothing of a Hirth toothed ring arranged coaxially to the machine-side pivot axis in the first pivot arm, which corresponds to a Hirth toothed ring arranged in the machine-bound component, a spur gear is engaged, the shaft of which is mounted in the machine-bound component being coupled to a rotating drive arranged in the machine-bound component ,
Ein im ersten Schwenkarm angeordneter rotierender Antrieb kann an die das zwischengeschaltete Stirnrad bzw. die Schnecken tragende Welle gekoppelt sein.A rotating drive arranged in the first pivoting arm can be coupled to the shaft carrying the intermediate spur gear or the worms.
Unabhängig von seinem Sitz ist dem Antrieb ein Meßsystem zugeordnet.Regardless of its seat, the drive is assigned a measuring system.
Die im zweiten Schwenkarm gelagerte Arbeitsspindel und eine im maschinengebundenen Bauteil gelagerte und an einen rotierenden Antrieb koppelbare Antriebswelle sind über Kegelradpaare und koaxial durch die Getrieberäder hindurchreichende Wellen, die innerhalb des ersten Schwenkarmes in getrieblicher Verbindung stehen, welche vorzugsweise als Zahnriementrieb ausgebildet ist, gekoppelt.The mounted in the second pivoting arm work spindle and a mounted in the machine-bound component and coupled to a rotating drive shaft are coupled via bevel gear and coaxial through the gears extending through shafts, which are within the first pivot arm in geared connection, which is preferably designed as a toothed belt drive.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen neben Schwenkstellungen und der aus dem Zwangslauf resultierenden Bewegungsbahn schematische Draufsichten auf Spindelstocke mit erfindungsgemaßen Schwenkeinrichtungen. Aus Gründen der Anschaulichkeit wurden die Schwenkarme, die die Arbeitsspindeln aufnehmen, um 90 Grad verdreht dargestellt.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. The accompanying drawings show, in addition to pivoting positions and the trajectory resulting from the forced running schematic plan views of headstock with inventive pivoting devices. For the sake of clarity, the pivot arms that receive the spindles, rotated by 90 degrees.
tm einzelnen zeigenShow tm single
Fig. 1: eine erfindungsgemäß geschwenkte Arbeitsspindel in zwei zueinander senkrechten Stellungen Fig. 2: einen erfindungsgemäß geschwenkten Arbeitstisch in zwei zueinander senkrechten und einer Zwischenstellung Fig. 3: die Bewegungsbahn des Mittelpunktes der Vorderseite erfindungsgemäß geschwenkter Arbeitsspindeln oder Arbeitstische1: a work spindle pivoted according to the invention in two mutually perpendicular positions FIG. 2: a work table pivoted according to the invention in two mutually perpendicular and an intermediate position FIG. 3: the path of movement of the center of the front according to the invention pivoted work spindles or worktables
Fig.4: eine Schwenkeinrichtung mit Zahnriementrieb und im Spindelstock angeordnetem rotierenden Antrieb Fig.5: eine Schwenkeinrichtung mit Stirnradtrieb und im spindelstockseitigen Schwenkarm angeordnetem Antrieb Fig.6: eine Schwenkeinrichtung mit Schneckentrieb und im spindelstockseitigen Schwenkarm angeordnetem rotierenden4: a pivoting device with toothed belt drive and arranged in the headstock rotating drive Figure 5: a pivoting device with spur gear and arranged in the spindle head swivel arm drive Fig.6: a pivoting device with worm drive and arranged in the spindle head swivel arm rotating
Antrieb Fig. 7: eine Seitenansicht auf den Schneckentrieb gemäß Fig. 6Drive FIG. 7: a side view of the worm drive according to FIG. 6
Der Spindelstock 1 (Fig.4) wird mittels Wälzschraubtrieb 2 an Führungen 3 des Ständers 4 geführt. An seiner Seite ist ein Schwenkarm 5 drehbar um eine Achse 6 angeordnet. Direkt durch den Schwenkarm 5 verläuft eine zur Achse 6 parallele Achse 7, um die sich ein Schwenkarm 8 drehen kann, der parallel zur Drehebene die Arbeitsspindel 9 aufnimmt. Koaxial zu den Achsen 6,7 verbinden Hirthringpaare 10,1T formschlüssig Spindelstock 1 und Schwenkarm 5 bzw. beide Schwenkarme 5,8. Der schwenkarmseitige Hirthring des Hirthringpaares 10 weist eine Innenverzahnung 12 auf, die mit einem Stirnrad 13 in Eingriff steht, das über eine im Spindelstock 1 gelagerte Welle 14 an einen rotierenden Antrieb 15 gekoppelt ist. Am Spindelstock 1 ist koaxial zur Achse беіпе Zahnriemenscheibe 16 angebracht, die über einen endlosen Zahnriemen 17miteineramSchwenkarm 8 koaxial zur Achse 7 angebrachten Zahnriemenscheibe 18 in Verbindung steht. Durch die Zahnriemenscheiben 16,18 reichen Wellen 19 bzw. 20 hindurch, die im Schwenkarm 5 über einen Zahnriementrieb 21,22,23 gekoppelt sind. Im Spindelstock 1 steht die Welle 19 über ein Kegelradpaar 24,25 mit der an den Hauptantrieb 26 koppelbaren Antriebswelle 27 in Verbindung, während die Welle 20 über ein Kegelradpaar 28, 29 mit der im Schwenkarm 8 aufgenommenen Arbeitsspindel 9 verbunden ist. Gemäß Fig.5 können die Zahnriemenscheiben 16,18 auch durch Stirnräder 30, 31 ersetzt werden, zwischen die ein Stirnrad 32 geschaltet ist, dessen Welle mit einem rotierenden Antrieb 33 in Verbindung steht.The headstock 1 (Figure 4) is guided by means of Wälzschraubtrieb 2 to guides 3 of the stator 4. At its side, a pivot arm 5 is arranged rotatably about an axis 6. Directly through the pivot arm 5 is an axis 6 parallel to the axis 7, around which a pivot arm 8 can rotate, which receives the work spindle 9 parallel to the plane of rotation. Coaxial with the axes 6,7 connect Hirthringpaare 10,1 T positive headstock 1 and 5 swivel arm or both pivot arms 5.8. The schwenkarmseitige Hirthring the Hirthringpaares 10 has an internal toothing 12 which is in engagement with a spur gear 13 which is coupled via a mounted in the headstock shaft 1 14 to a rotating drive 15. On the headstock 1 is mounted coaxially with the axis of the toothed belt pulley 16, which is connected via an endless toothed belt 17 to a pivoting arm 8 coaxial with the axis 7 mounted on the toothed belt pulley 18. The toothed belt pulleys 16, 18 extend through shafts 19 and 20, respectively, which are coupled in the swivel arm 5 via a toothed belt drive 21, 22, 23. In the headstock 1, the shaft 19 is connected via a pair of bevel gears 24,25 with the drive shaft 27 which can be coupled to the main drive 26, while the shaft 20 is connected via a bevel gear pair 28, 29 to the work spindle 9 accommodated in the swivel arm 8. According to Figure 5, the pulleys 16,18 can also be replaced by spur gears 30, 31, between which a spur gear 32 is connected, whose shaft is in communication with a rotating drive 33.
Schließlich ist es möglich, statt der Zahnriemenscheiben 16,18 Schneckenräder 34,35 einzusetzen, die in zwei auf einer gemeinsamen Welle 36 sitzende Schnecken 37,38 eingreifen (Fig. 6,7). Die Welle 36 ist über einen Stirnradtrieb 39 an einen rotierenden Antrieb 40 gekoppeltFinally, instead of the toothed belt pulleys 16, 18, it is possible to use worm wheels 34, 35 which engage in two screws 37, 38 seated on a common shaft 36 (FIGS. 6, 7). The shaft 36 is coupled via a spur gear 39 to a rotating drive 40
Den Antrieben 15,33,40 sind Meßsysteme zugeordnet The drives 15,33,40 are associated with measuring systems
Die Wirkungsweise ist folgende: The mode of action is the following:
Wird der Antrieb 15 angesteuert (Fig. 4), beginnt sich der Schwenkarm 5 gegenüber dem Spindelstock 1 zu drehen. Das verursacht eine Lageänderung des Zahnriemens 17 auf der feststehenden Zahnriemenscheibe 16, was zum Drehen der Zahnriemenscheibe 18 führt. Da diese am Schwenkarm 8 befestigt ist, wird er dabei gegenüber dem Schwenkarm 5 gedreht. Aufgrund der Radienverhältnisse der Zahnriemenscheiben 16 und 18 von 2:1 erfährt die im Schwenkarm 8 aufgenommene Arbeitsspindel 9 eine Drehung um 180 Grad, wenn der Schwenkarm 5 um 90 Grad gedreht wird (Fig.1). Die Vorderseite der Arbeitsspindel 9 zeigt auf diese Weise auch in den Stellungen zwischen der waagerechten und senkrechten Lage in Richtung des nicht dargestellten Werkstücks, ohne daß Teile der Schwenkeinrichtung den Zugang zum Werkzeug behindern bzw. mehrere Steuerachsen einen hohen gerate- und programmtechnischen Aufwand mit sich bringen. (Eine solche Zwischenstellung ist in Fig. 2 für einen an einem Schwenkarm 8 aufgenommenen Arbeitstisch 41 gezeigt.) Die in Richtung des Werkstückes über einen Kreisbogenabschnitt hinaus gewölbte Bewegungsbahn des Mittelpunktes der Arbeitsspindelvorderseite (Fig.3) macht die Schwenkeinrichtung auch für längere Arbeitsspindeln geeignet. Die genannten Vorteile werden auch wirksam, wenn der Antrieb 33 (Fig. 5) auf das Zwischenrad 32 oder der Antrieb 40 (Fig. 7) über den Stirnradtrieb 39 auf die Schnecken 37, 38 wirkt. Dann resultiert die Bewegung des Schwenkarmes 5 gegenüber dem Spindelstock 1 aus dem Abrollen des Zwischenrades 32 auf dem Stirnrad 30 bzw. der Schnecke 37 auf dem Schneckenrad 34 und die Bewegung des Schwenkarmes 8 bzgl. des Schwenkarmes 5 aus der Übertragung der Drehbewegung des Zwischenrades 32 auf das Stirnrad 31 bzw. der Schnecke 38 auf das Schneckenrad 35. Das Koppeln und Entkoppeln der Hirthringpaare 10,11, die selbstverständlich auch durch Lageranordnungen 42,43 ersetzt werden können, erfolgt in allen Fällen auf bekannte Weise und ist deshalb nicht näher dargestellt.When the drive 15 is activated (FIG. 4), the swivel arm 5 begins to rotate relative to the headstock 1. This causes a change in position of the toothed belt 17 on the fixed toothed belt pulley 16, which leads to the rotation of the toothed belt pulley 18. Since this is fixed to the pivot arm 8, it is rotated relative to the pivot arm 5. Due to the radii ratios of the toothed belt pulleys 16 and 18 of 2: 1, the work spindle 9 accommodated in the pivot arm 8 undergoes a rotation through 180 degrees when the pivot arm 5 is rotated by 90 degrees (FIG. The front of the work spindle 9 shows in this way also in the positions between the horizontal and vertical position in the direction of the workpiece, not shown, without impeding the access to the parts of the pivoting device or bring several control axes a high equipment and programmatic effort with it , (Such an intermediate position is shown in Fig. 2 for a recorded on a pivot arm 8 working table 41). The curved in the direction of the workpiece beyond a circular arc portion movement path of the center of the working spindle front side (Figure 3) makes the pivoting device also suitable for longer working spindles. The advantages mentioned also become effective when the drive 33 (FIG. 5) acts on the intermediate wheel 32 or the drive 40 (FIG. 7) via the spur gear 39 on the screws 37, 38. The movement of the swivel arm 5 relative to the headstock 1 results from the unwinding of the intermediate wheel 32 on the spur gear 30 or the worm 37 on the worm wheel 34 and the movement of the swivel arm 8 with respect to the swivel arm 5 from the transmission of the rotational movement of the intermediate wheel 32 The coupling and decoupling of the Hirthringpaare 10,11, which can of course also be replaced by bearing arrangements 42,43 takes place in all cases in a known manner and is therefore not shown in detail.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32923389A DD284628A5 (en) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | Pivot means |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD32923389A DD284628A5 (en) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | Pivot means |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD284628A5 true DD284628A5 (en) | 1990-11-21 |
Family
ID=5609658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD32923389A DD284628A5 (en) | 1989-06-05 | 1989-06-05 | Pivot means |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD284628A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104169028B (en) * | 2012-01-26 | 2016-06-22 | 斗山英维高株式会社 | Turning Compositions of metal-working machines |
-
1989
- 1989-06-05 DD DD32923389A patent/DD284628A5/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104169028B (en) * | 2012-01-26 | 2016-06-22 | 斗山英维高株式会社 | Turning Compositions of metal-working machines |
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