DE10048644A1 - Workpiece processing unit for large pipes, includes components movable in direction to outer edge and center of tool carrier and programmable control and regulation unit - Google Patents
Workpiece processing unit for large pipes, includes components movable in direction to outer edge and center of tool carrier and programmable control and regulation unitInfo
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Classifications
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Bearbeitung des Enden bereichs von Werkstücken mit mindestens einem umlaufenden Werk zeug und stehendem Werkstück, insbesondere von Groß- und/oder Langrohren.The invention relates to devices for machining the ends range of workpieces with at least one rotating work stuff and stationary workpiece, especially of large and / or Long tubes.
Ein Bearbeiten von radial feststehenden Werkstücken mit drehen den Werkzeugen ist aus mehreren Lösungen bekannt.Machining of radially fixed workpieces with turning the tools are known from several solutions.
Bearbeitungsköpfe sind unter anderem in der DE 29 52 752 (Dreh kopf, insbesondere Plandrehkopf) und DE 34 40 398 (Umlaufender Bearbeitungskopf) aufgeführt. Eine Bewegung der Werkzeuge ge genüber dem Werkstück wird vorausgesetzt oder nicht näher be schrieben.Processing heads are inter alia in DE 29 52 752 (rotary head, especially facing head) and DE 34 40 398 (rotating Machining head). A movement of the tools ge compared to the workpiece is assumed or not closer wrote.
Die Bewegung der Werkzeuge erfolgt in der DE 32 37 587 (Vor richtung zur Herstellung von Gewindeanschlüssen an Großrohren) über eine sich mitdrehende und verschiebbar angeordnete dop pelseitig verzahnte Antriebsstange. Daran angekoppelte Stirn zahnräder, die gleichzeitig in an Werkzeugböcken angeordnete Zahnstangen eingreifen, dienen einer Bewegung der Werkzeug böcke. Damit sind die Werkzeugböcke nur gleichzeitig bewegbar und eine voneinander unabhängige Bewegung ist nicht möglich. Eine Bewegung der Werkzeuge zum Werkstück erfolgt in der DE 33 41 479 (Vorrichtung zum Plandrehen), wobei eine Vorrichtung einen Drehkopf mit mehreren Werkzeugen aufweist und die gegen über dem Werkstück verfahren werden können, über eine Schalt kupplung. Die Bewegungen sowohl der Arbeitswelle als auch der Werkzeugbauteile sind direkt miteinander verkoppelt, so dass eine unabhängige Bewegung der Werkzeugbauteile nicht möglich ist. The movement of the tools takes place in DE 32 37 587 (before direction for the production of threaded connections on large pipes) via a rotating and slidably arranged dop drive rod toothed on the side. Forehead attached to it gears, which are simultaneously arranged in tool stands Gripping racks serve to move the tool trestles. This means that the tool stands can only be moved at the same time and independent movement is not possible. The tools move to the workpiece in DE 33 41 479 (Facing device), one device has a turret with several tools and the against can be moved over the workpiece via a switch clutch. The movements of both the work wave and the Tool components are directly coupled to one another, so that an independent movement of the tool components is not possible is.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesondere die Endenbereiche von Werkstücken vor zugsweise Großrohren oder Langrohren so zu bearbeiten, dass plane Flächen, Phasen, kopierte Flächen und/oder Gewinde ent stehen.The invention specified in claim 1 is the problem underlying, in particular the end areas of workpieces to process large tubes or long tubes so that flat surfaces, phases, copied surfaces and / or threads stand.
Dieses Problem wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is with those listed in claim 1 Features resolved.
Die Vorrichtungen zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werk stücken mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug und stehendem Werkstück zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass das Werkzeug bei drehendem Werkzeugträger jederzeit unabhängig be wegbar ist. Bei der Anordnung mehrerer Werkzeuge auf dem Werk zeugträger sind diese sowohl unabhängig voneinander als auch unabhängig gegenüber dem Werkstück verfahrbar. Gleichzeitig kann die Bewegung des Werkzeugs gegenüber dem Werkstück ge stoppt werden. Die Werkzeuge sind dazu auf oder an Bauteilen befestigt. Die Bauteile sind z. B. als Schlitten ausgeführt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass mit dem Bauteil ein Antriebsmechanismus für ein Werkzeug einschließlich des Werkzeugs verbindbar ist. Damit wird das Werkzeug bewegt, so dass darauf basierende Fertigungsverfahren zum Einsatz kom men können. Derartige Verfahren sind z. B. Fräs-, Schleif- und Sägeverfahren, die sich insbesondere durch die kleinen erziel baren Spänegeometrien auszeichnen. Für ein Zerkleinern der Späne notwendige Konstruktionen in Form von z. B. Spanbrecher werden vermieden, so dass günstige ökonomische Aspekte gegeben sind.The devices for machining the end portion of the factory pieces with at least one rotating tool and a stationary one Workpieces are characterized in particular by the fact that Tool can be used at any time with the tool carrier rotating is removable. When arranging several tools on the factory Witness carriers are both independent of each other as well can be moved independently of the workpiece. simultaneously can the movement of the tool against the workpiece ge be stopped. The tools for this are on or on components attached. The components are e.g. B. executed as a sled. Another major advantage is that with the Component including a drive mechanism for a tool the tool is connectable. This moves the tool so that manufacturing processes based on them can be used can. Such methods are e.g. B. milling, grinding and Sawing process, which is achieved in particular through the small distinguishable chip geometries. For shredding the Chips necessary constructions in the form of z. B. Chipbreaker are avoided, so that favorable economic aspects are given are.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bewegungen sowohl des Werkzeugträgers als auch des/r Werkzeugs/e unabhängig von einander erfolgen. Ein Schaltvorgang oder eine Unterbrechung der Bearbeitung ist nicht notwendig, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung des Werkstückes erfolgt.Another advantage is that the movements are both of the tool holder as well as the tool (s) regardless of each other. A switching operation or an interruption editing is not necessary, so continuous The workpiece is machined.
Die Bewegungen können synchronisiert werden. Die Einstellung und Steuerung und/oder Regelung der Bearbeitungstechnologie wird wesentlich vereinfacht. Weiterhin werden dadurch hervor gerufene Bearbeitungsfehler vermieden.The movements can be synchronized. The setting and control and / or regulation of the processing technology is significantly simplified. Furthermore, it will show called processing errors avoided.
Die Vorrichtung zeichnet sich weiterhin durch ihren modularen Aufbau aus, der durch ein Gestell mit einem Antrieb für den Werkzeugträger und den Werkzeugträger mit einer unterschied lichen Zahl z. B. von Geradführungen für mehrere Bauteile gege ben ist.The device is further characterized by its modular Structure made by a frame with a drive for the Tool holder and the tool holder with a difference union number z. B. against straight guides for several components ben is.
Durch einen kreisringförmigen Werkzeugträger, einen freien Raum im Gestell und einem dementsprechend ausgeführten Antrieb oder einem außerhalb des Werkzeugträgers angeordneten Antriebs kann das Werkstück vor, während oder nach einer Bearbeitung in die Vorrichtung eingeführt werden, so dass lange Bearbeitungs strecken erzielbar sind, oder durch die Vorrichtung geführt werden. Damit sind die unterschiedlichsten Anwendungsfälle ge geben. Unter anderem ist nur eine Bewegungsrichtung für das Werkstück notwendig, so dass einfache Handhabungstechniken für den Transport des Werkstückes vor oder nach dessen Bearbeitung notwendig sind. Gleichzeitig ist eine kontinuierlich arbeitende Fertigungslinie realisierbar, ohne dass das Werkstück zur Be arbeitung der Enden gedreht werden muss. Der Platzbedarf redu ziert sich auf ein Minimum. Dieser Sachverhalt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.Through an annular tool holder, a free space in the frame and a correspondingly designed drive or a drive arranged outside the tool holder the workpiece before, during or after machining in the Device are inserted so that long machining Stretch can be achieved, or performed by the device become. This means that a wide variety of applications are possible give. Among other things, there is only one direction of movement for that Workpiece necessary, so simple handling techniques for the transport of the workpiece before or after its processing are necessary. At the same time is a continuously working Production line can be realized without the workpiece being loaded working of the ends must be turned. The space requirement redu adorns itself to a minimum. This is special particularly important for very long workpieces.
Mit dem Einsatz eines kreisförmig ausgebildeten Werkzeugträgers können die Werkzeuge bis zum Mittelpunkt verfahren werden. Damit können die Endenbereiche sowohl in ihrem Durchmesser kleine Werkstücke als auch der Innenbereich großer rohrförmiger Werkstücke bearbeitet werden.With the use of a circular tool holder the tools can be moved to the center. So that the end areas can both in their diameter small workpieces as well as the interior of large tubular ones Workpieces are processed.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass anstelle eines Werk zeugs auch Sensoren mit dem Bauteil verkoppelt werden können. Ein Sensor ist dabei als ein Wandler zu verstehen, der ein Sig nal mit einem Signalträger aufnimmt und mit einem anderen Sig nalträger vorzugsweise einem elektrischen Signalträger abgibt. Another advantage is that instead of a plant sensors can also be coupled with the component. A sensor is to be understood as a converter that transmits a sig nal records with a signal carrier and with another Sig nalträger preferably emits an electrical signal carrier.
Dazu ist der Ausgang des Sensors mit einer programmierbaren Steuer- und/oder Regeleinrichtung verbunden. In der Regel sind das Messfühler, Detektoren oder Fühler. Fühler ändern ihre Eigenschaften z. B. den elektrischen Widerstand bei einer Be einflussung z. B. durch das Einwirken mechanischer Kräfte.To do this, the output of the sensor is programmable Control and / or regulating device connected. Usually are the sensor, detectors or sensors. Feelers change theirs Properties e.g. B. the electrical resistance in a loading influence z. B. by the action of mechanical forces.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patent ansprüchen 2 bis 11 angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the patent claims 2 to 11 specified.
Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 ermöglicht die Positionierung des Werkstücks in der Vorrichtung einschließlich des ringförmigen Elektro motors als Antrieb für den Werkzeugträger. Das Werkstück kann durch die Vorrichtung bewegt werden, so dass eine kontinuier liche Bearbeitung der Endenbereiche der Werkstücke gegeben ist. Ein Drehen des Werkstücks ist nicht notwendig. Dieser Sachver halt ist besonders bei sehr langen Werkstücken von besonderer Bedeutung.The design of the device after the training of Claim 2 enables the positioning of the workpiece in the device including the ring-shaped electro motors as drive for the tool carrier. The workpiece can be moved by the device so that a continuous processing of the end areas of the workpieces is given. It is not necessary to turn the workpiece. This subject hold is particularly special with very long workpieces Importance.
Weiterhin ist ein sehr einfacher und multifunktionaler Aufbau gegeben. Multifunktional bedeutet, dass weitere Antriebe für Werkzeuge oder Spannvorrichtungen für Werkstücke in diesem Hohlraum platziert werden können.Furthermore, it is a very simple and multifunctional structure given. Multifunctional means that additional drives for Tools or clamping devices for workpieces in this Cavity can be placed.
Ein erster Werkzeugträger mit einem mit einem Gestell verbun denen ringförmigen Elektromotor und ein zweiter mit einem An trieb direkt oder über ein Getriebe verkoppelter und im Quer schnitt kleiner als der Querschnitt des Hohlraums des ersten Werkzeugträgers, Gestells und/oder ringförmigen Elektromotors zweiter Werkzeugträger nach der Weiterbildung des Patentan spruchs 3 führt zu zwei unabhängig voneinander angetrieben Werkzeugträgern, wobei sich einer in dem Anderen befindet. Damit kann sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche des Endenbereiches des Werkstücks bearbeitet werden. Das kann so wohl nacheinander als auch gleichzeitig erfolgen. Der zweite Werkzeugträger ist dabei vorteilhafterweise so ausgeführt, dass dessen Werkzeuge im Endenbereich des Innenraumes des Werk stückes verfahren werden kann. Durch den ringförmigen Aufbau des ersten Werkzeugträgers, des Gestells und des Elektromotors als Antrieb für der ersten Werkzeugträger kann das Werkstück in diesen ausgebildeten Hohlraum eingefahren werden. Der zweite Werkzeugträger kann dabei auch aus der Vorrichtung heraus be wegt werden, so dass ein weiter Bereich der Innenfläche des Werkzeugs bearbeitet werden kann.A first tool carrier with one connected to a frame those ring-shaped electric motor and a second one drifted directly or via a gearbox and coupled in the transverse cut smaller than the cross section of the cavity of the first Tool carrier, frame and / or ring-shaped electric motor second tool carrier after further training of the patent saying 3 leads to two independently driven Tool carriers, one in the other. So that both the outer surface and the inner surface of the End area of the workpiece are processed. It can be so be done successively as well as simultaneously. The second Tool carrier is advantageously designed such that whose tools in the end area of the interior of the work piece can be moved. Due to the ring structure of the first tool carrier, the frame and the electric motor as a drive for the first tool carrier, the workpiece can be in this trained cavity are retracted. The second Tool carrier can also be out of the device be moved so that a wide area of the inner surface of the Tool can be edited.
Eine Vorrichtung mit zwei parallel zueinander angeordneten und kreisringförmigen Werkzeugträgern, wobei sich ein ringförmiger Elektromotor dazwischen befindet und mit diesen Werkzeugträgern direkt oder über Getriebe verkoppelt ist, nach der Weiterbil dung des Patentanspruchs 4 ist vorteilhafterweise zur Bearbei tung der beiden Enden von insbesondere kurzen Werkstücken ge eignet. Das sind z. B. lösbare Rohrverbindungsstücke in Form von Gewindemuffen. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung der artiger Werkstücke vorhanden. Das Werkstück befindet sich dabei vorteilhafterweise mit einer Spannvorrichtung verfahrbar im Hohlraum, so dass beide Enden gleichzeitig oder nach einem kur zen Verfahrweg nacheinander, ohne das Werkstück zu drehen, be arbeitet werden können. Gleichzeitig ist der wesentliche Vor teil vorhanden, dass nur ein Antrieb für die Werkzeugträger notwendig ist. Damit ist eine sehr ökonomische Fertigung von insbesondere kurzen rohrförmigen Werkstücken mit Gewinden als Muffen gegeben.A device with two parallel and circular tool carriers, with an annular Electric motor is in between and with these tool carriers is coupled directly or via gear, according to the further development extension of claim 4 is advantageously for processing device of the two ends of particularly short workpieces suitable. These are e.g. B. detachable pipe connectors in the form of Threaded sockets. This makes the production very economical like workpieces available. The workpiece is there advantageously with a clamping device movable in Cavity so that both ends at the same time or after a cure zen travel in succession without rotating the workpiece can be worked. At the same time, the essential is part that only one drive for the tool carrier necessary is. This is a very economical production of especially short tubular workpieces with threads as Given sleeves.
Eine mit einem translatorischen Antrieb verkoppelte Spannvor richtung für das Werkstück nach der Weiterbildung des Patentan spruchs 5 sichert zum Einen die Positionierung des Werkstücks in den Bearbeitungsbereich der Werkzeuge und führt zum Anderen dazu, dass eine Breite Innen- und/oder Außenfläche des Enden bereichs des Werkstücks bearbeitet werden kann. Gleichzeitig wird durch die Spannvorrichtung eine mittige Position des Werk stücks zum Werkzeugträger gewährleistet.A clamping device coupled with a translatory drive direction for the workpiece after further training of the patent Proposition 5 ensures the positioning of the workpiece in the machining area of the tools and leads to another cause a wide inner and / or outer surface of the ends area of the workpiece can be machined. simultaneously becomes a central position of the work by the clamping device guaranteed to the tool carrier.
Eine Verbindung des mit dem zweiten Werkzeugträger verkoppelten Antriebes mit einem translatorischen Antrieb nach der Weiter bildung des Patentanspruchs 6 führt zu einer unabhängigen Be wegung des zweiten Werkzeugträgers gegenüber dem ersten Werk zeugträger und dem Werkstück. Eine breite Innenfläche des Werkstücks ist damit bearbeitbar.A connection of the coupled to the second tool carrier Drive with a translatory drive after the next education of claim 6 leads to an independent Be movement of the second tool carrier compared to the first plant tool carrier and the workpiece. A wide inner surface of the The workpiece can thus be machined.
Elektromotore für die Antriebsmechanismen der Werkzeuge nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 wandeln eine leicht transportierbare Energie in eine mechanische Bewegung, wobei diese Bewegung über eine entsprechende Steuerung leicht beein flussbar ist. Mit der Anordnung des Läufers des Elektromotors parallel oder rechtwinklig zur Symmetrieachse des Werkstücks wird der Einsatz von Werkzeugen ermöglicht, deren Bearbeitungs fläche eine Stirnfläche oder eine Umfangsfläche ist. Dadurch lassen sich eine Vielzahl von Werkzeugen einsetzen.Electric motors for the drive mechanisms of the tools the further development of claim 7 convert easily transportable energy in a mechanical movement, being this movement slightly affected by a corresponding control is flowable. With the arrangement of the rotor of the electric motor parallel or perpendicular to the axis of symmetry of the workpiece allows the use of tools, their processing surface is an end face or a peripheral surface. Thereby a variety of tools can be used.
Günstige Werkzeuge für die Bearbeitung des Werkstückes sind in der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 aufgeführt. Das sind unter anderem ein Drehmeißel für eine Flächenbearbeitung oder ein Flachgewindestrehler zum Einbringen eines Gewindes als nichtangetriebenes Werkzeug und ein Rund-Gewindestrehler, Wälzfräser, Werkzeug zum Gewindewirbeln jeweils zum Einbringen eines Gewindes, Sägeblatt jeweils zum Trennen, Drehfräser zur Flächenbearbeitung, eine Bürste zum Entgraten oder eine Schleifscheibe zum Trennen oder zur Flächenbearbeitung als angetriebenes Werkzeug.Inexpensive tools for machining the workpiece are in the training of claim 8 listed. These are among other things, a turning tool for surface processing or a flat thread chaser for inserting a thread as non-driven tool and a round thread chaser, Hob cutters, thread whirling tools for insertion of a thread, saw blade for cutting, rotary milling cutter for Surface treatment, a brush for deburring or a Grinding wheel for cutting or for surface processing as powered tool.
Die Anordnung der Bauteile für die Werkzeuge auf oder in Gerad führungen, die strahlenförmig vom Mittelpunkt des Werkzeugträ gers weg weisen, nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9, sichert die Bewegung der Werkzeuge sowohl zum Mittelpunkt des Werkzeugträgers als auch von diesem weg. Gleichzeitig können je Geradführung auch vorteilhafterweise zwei Bauteile, in Form z. B. von Schlitten, angeordnet sein. Damit können sowohl eine Bearbeitung der Innenfläche und/oder der Querschnittsfläche des Werkstücks als auch eine Bearbeitung der Außenfläche und/oder der Querschnittsfläche des Werkstücks erfolgen.The arrangement of the components for the tools on or in a straight line guides radiating from the center of the tool holder gers point away, according to the development of claim 9, secures the movement of the tools both to the center of the Tool carrier as well as away from this. At the same time Straight guidance also advantageously two components, in shape z. B. sledge. This means that both Machining the inner surface and / or the cross-sectional area of the Workpiece as well as machining the outer surface and / or the cross-sectional area of the workpiece.
Günstige Winkel zwischen den Geradführungen sind dabei ein Vielfaches von 15°.Favorable angles between the straight guides are one Multiple of 15 °.
Die Weiterbildung des Patentanspruchs 10 stellt eine Führung durch die Rolle für das Werkzeug dar. Die Rolle und das Werk zeug sind zusammen federnd gegenüber dem Werkzeugträger ange ordnet, so dass kleine Unregelmäßigkeiten in der Geometrie der Wandung des Werkstücks ausgleichbar sind. Dabei wird ein gleichmäßiger bestimmter Abstand zwischen Rolle und Werkzeug gewährleistet.The further development of claim 10 provides guidance through the role for the tool. The role and the work tools are resiliently attached to the tool carrier arranges so that small irregularities in the geometry of the Wall of the workpiece can be compensated. In doing so, a evenly determined distance between roller and tool guaranteed.
Die programmierbare Steuer- und/oder Regeleinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein Mikrorechner system. Die Verbindung des Mikrorechnersystems mit den An trieben, den Antriebsmechanismen und/oder der Sensoren ist auf dem Werkzeugträger über entsprechende Datenleitungen leicht möglich. Derartige Datenleitungen bestehen dabei vorteilhafter weise entweder aus einem elektrisch leitenden Werkstoff, z. B. Kupfer, oder optische Daten leitende Glasfasern.The programmable control and / or regulating device is after the development of claim 11, a microcomputer system. The connection of the microcomputer system with the An driven, the drive mechanisms and / or the sensors is on the tool holder easily via appropriate data lines possible. Such data lines are more advantageous as either an electrically conductive material, for. B. Copper, or optical data conducting glass fibers.
Mit dem Mikrorechnersystem ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für den Nutzer. Derartige Mikrorechnersysteme sind frei programmierbar, so dass für unterschiedliche Werk stücke speziell abgestimmte Programme für die darauf basie renden Verarbeitungstechnologien einsetzbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass derartige Mikrorechnersysteme eine lokale Intelligenz besitzen. Grundlage dafür bilden jeweils intelligente Sensoren und Aktuatoren. Intelligente Sensoren sind vorteilhafterweise auf den geführten Bauteilen angeordnet. Die intelligenten Sensoren können sich auch gleichzeitig oder in Kombination mit den Werkzeugen auf den geführten Bauteilen befinden. Die intelligenten Aktuatoren sind die Antriebe.The microcomputer system results in a large number of Opportunities for the user. Such microcomputer systems are freely programmable, so that for different works pieces of specially coordinated programs for the base processing technologies can be used. Another The advantage is that such microcomputer systems possess local intelligence. They form the basis for this intelligent sensors and actuators. Intelligent sensors are advantageously arranged on the guided components. The intelligent sensors can also simultaneously or in combination with the tools on the guided components are located. The intelligent actuators are the drives.
Als Mikrorechnersystem ist dabei ein
As a microcomputer system there is one
- - zentrales System,- central system,
- - Smart-System oder- smart system or
- - Multiprozessorsystem einsetzbar.- Multiprocessor system can be used.
Damit wird das Mikrorechnersystem entweder entsprechend der Geometrie und der technologischen Bearbeitungsschritte program miert oder ist eine sich entsprechend der Position der zu bear beitenden Oberflächen des Werkstücks sich selbst programmieren de. Im zweiten Fall wird die Position und die Oberflächengeo metrie des Werkstücks über Sensoren vor oder während der Be arbeitung vermessen. Die daraus resultierenden Daten bilden die Grundlage für die Bearbeitung des Werkstücks.So that the microcomputer system is either according to the Geometry and technological processing steps program mated or has to be processed according to the position of the program the machining surfaces of the workpiece de. In the second case, the position and surface geo metry of the workpiece via sensors before or during loading measure work. The resulting data form the Basis for machining the workpiece.
Dazu wird vorteilhafterweise ein Speicher des Mikrorechnersys tems von außen beschrieben und/oder diese mit einem externen Speicher kontaktiert.For this purpose, a memory of the microcomputer system is advantageously used tems described from the outside and / or this with an external Memory contacted.
Die letzte Variante ist besonders vorteilhaft, da die Bearbei tung in einem Computer simuliert durchgeführt werden kann. Ergebnis dieser Simulation ist die Datenfolge zur Bearbeitung, die auf dem externen Speicher abgelegt wird. Dieser externe Speicher ist mit dem Computer lösbar verbunden. Damit steht dem Nutzer ein ortsunabhängiges, transportables und in Form einer Bibliothek ablegbares Medium zur Verfügung.The last variant is particularly advantageous since the machining device can be simulated in a computer. The result of this simulation is the data sequence for processing, which is stored on the external memory. This external Memory is detachably connected to the computer. So that stands Users a location-independent, portable and in the form of a Library of discardable media available.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor und einem kreisringförmigen Werkzeugträger in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 1 shows a device with an annular electric motor and a circular tool carrier in a schematic sectional illustration,
Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung eines kreisringförmigen Werkzeugträgers in einer Draufsicht, Fig. 2 is a schematic view of a circular tool carrier in a plan view,
Fig. 3 eine prinzipielle Darstellung eines kreisförmigen Werkzeugträgers in einer Draufsicht, Fig. 3 is a schematic view of a circular tool carrier in a plan view,
Fig. 4 eine Vorrichtung mit zwei angetriebenen Werkzeugträgern in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 4 shows a device with two driven tool carriers in a schematic sectional illustration,
Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung eines Bauteils auf einem Werkzeugträger mit einem Antriebsmechanismus und einem damit verkoppelten Werkzeug, Fig. 5 is a schematic view of a component on a tool holder to a drive mechanism and thus coupled tool,
Fig. 6 eine Vorrichtung mit einem ringförmigen Elektromotor mit zwei kreisringförmigen Werkzeugträgern in einer schematischen Schnittdarstellung, Fig. 6 shows a device with an annular electric motor having two circular ring-shaped tool carriers in a schematic sectional illustration,
Fig. 7 zwei Vorrichtungen mit zueinander gerichteten Werkzeugträgern zur Bearbeitung von insbesondere kurzen Werkstücken in einer prinzipiellen Darstellung und Fig. 7 shows two devices with mutually directed tool carriers for machining particularly short workpieces in a basic representation and
Fig. 8 eine prinzipielle Darstellung einer Anordnung für eine Innenbearbeitung eines Werkstückes als Ausschnitt. Fig. 8 is a schematic representation of an arrangement for internal machining of a workpiece as a section.
Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werk stücken 2 mit mindestens einem umlaufenden Werkzeug 3 und steh endem Werkstück 2 besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus einem angetriebenen und kreisringförmig ausgebildeten Werkzeugträger 4, der zum Einen mit einem be wegten Teil eines Antriebs entweder direkt oder über ein Ge triebe verbunden ist, wobei zum Anderen der Antrieb und/oder das Getriebe mit einem Gestell 5 verkoppelt ist.A device 1 for machining the end region of work pieces 2 with at least one rotating tool 3 and standing workpiece 2 in a first embodiment consists essentially of a driven and circular tool holder 4 , which is either directly with a moving part of a drive or is connected via a gearbox, with the other hand the drive and / or the gearbox being coupled to a frame 5 .
Der Direktantrieb ist ein bürstenloser ringförmiger Elektro motor 6 dessen Läufer 8 mit dem kreisringförmigen Werkzeugträ ger 4 und dessen Stator 7 mit einem Gestell 5 fest verbunden ist. Zwischen dem Gestell 5 und dem kreisringförmigen Werkzeug träger 4 befindet sich ein Wälzlager 9 zum Stützen des kreis ringförmigen Werkzeugträger 4. Der ringförmige Elektromotor 6 als Direktantrieb ist ein Synchronmotor, wobei am Läufer 8 Magnete angeordnet sind und sich im Stator 7 eine Drehstrom wicklung befindet. In dieser wird ein magnetisches Drehfeld erzeugt. Als Ansteuerung des ringförmigen Elektromotors 6 kommt ein Frequenzumrichter zum Einsatz. Die Fig. 1 zeigt eine der artig ausgebildete Vorrichtung 1 mit dem ringförmigen Elektro motor 6 und dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 in einer schematischen Schnittdarstellung.The direct drive is a brushless ring-shaped electric motor 6 whose rotor 8 ger 4 with the ring-shaped Werkzeugträ and whose stator 7 is fixed to a frame 5 . Between the frame 5 and the annular tool holder 4 is a rolling bearing 9 for supporting the circular tool carrier. 4 The annular electric motor 6 as a direct drive is a synchronous motor, 8 magnets are arranged on the rotor and a three-phase winding is located in the stator 7 . A magnetic rotating field is generated in this. A frequency converter is used to control the ring-shaped electric motor 6 . Fig. 1 shows one of the like device 1 with the annular electric motor 6 and the annular tool holder 4 in a schematic sectional view.
Durch den kreisringförmigen Werkzeugträger 4 und dem ringför migen Elektromotor 6 ist ein Hohlraum 10 vorhanden, in dem das Werkstück 2 oder wenigstens der Endenbereich des Werkstücks 2 verfahren werden kann. Damit ist ein breiter Endenbereich des Werkstücks 2, das gegenüber der Vorrichtung 1 verfahrbar ist, bearbeitbar.Through the annular tool holder 4 and the ringför shaped electric motor 6 , a cavity 10 is present in which the workpiece 2 or at least the end region of the workpiece 2 can be moved. A wide end region of the workpiece 2 , which can be moved relative to the device 1, can thus be machined.
Der kreisringförmige Werkzeugträger 4 weist mehrere Geradfüh
rungen 11 in Form von
The annular tool carrier 4 has a plurality of Gerad leadership 11 in the form of
- - Flachführungen mit Umgriffleisten gegen ein Abheben des Schlittens,- Flat guides with wrap-around strips to prevent the carriage,
- - Schwalbenschwanzführungen,- dovetail guides,
- - Prismenführungen z. B. in Dach- und V-Form,- Prismatic guides z. B. in roof and V shape,
- - Kombinationen, dass heißt unterschiedliche Führungen je Seite der Geradführung 11, daraus oder- Combinations, that is, different guides on each side of the straight guide 11 , from or
- - zylindrischen Führungen auf,- cylindrical guides on,
die strahlenförmig vom Mittelpunkt weg weisen. Die Winkel zwi schen den Geradführungen that radiate away from the center. The angles between straight lines
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betragen 180° (2 Führungen), 120° (3 Führungen), 90° (4 Führungen) oder 60° (6 Führungen). In der are 180 ° (2 guides), 120 ° (3 guides), 90 ° (4 guides) or 60 ° (6 guides). In the
Fig.FIG.
2 ist ein kreisringförmiger Werkzeugträger 2 is an annular tool carrier
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mit drei Geradführungen with three linear guides
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in einer Draufsicht prinzipiell dargestellt. Die Geradführungen shown in principle in a top view. The straight guides
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sind entweder als Gleitführungen mit einer hydrodynamischen, hydrostatischen oder aerostatischer Schmierung oder als Wälzführungen ausgebildet. Als Wälzkörper kommen Kugeln, Zylinderrollen oder Nadeln zum Einsatz. Eine besondere Variante sind dabei Umlaufelemente mit Rückführung der Wälzkörper, die ein-, zwei- oder vierreihig angeordnet sind. Eine weitere Möglichkeit sind Kugelführungen mit einer 2- oder 4-Punktberührung der kugelförmigen Wälzkörper zwischen einem Umlaufschuh und einer Führungsleiste. Jeweils wenigstens ein Bauteil are either with sliding guides a hydrodynamic, hydrostatic or aerostatic Lubrication or as roller guides. As rolling elements balls, cylindrical rollers or needles are used. A Circulation elements with feedback are a special variant the rolling elements, arranged in one, two or four rows are. Another option is ball guides with a 2- or 4-point contact of the spherical rolling elements between a circulation shoe and a guide bar. At least in each case a component
1212
ist mit einer Geradführung is with a straight line
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verkoppelt. Jedes Bauteil coupled. each component
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ist mit einem Antrieb als Linearantrieb versehen. is equipped with a drive as a linear drive.
Das ist zum Einen ein Elektromotor, der eine tanslatorische Bewegung bewirkt, z. B. über ein Gewindespindel-/Gewindemutter- System oder Zahnstange-/Zahnrad-System, wobei die Rotations bewegung des Elektromotors in eine translatorische Bewegung gewandelt wird. Eine weitere Variante sind Rollengewindetriebe. Diese zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Steifigkeit und hohen axialen Tragfähigkeit aus. Der Rollengewindetrieb besteht dabei prinzipiell aus einer Gewindespindel und einer Gewindemutter. In der Gewindemutter sind achsparallel Gewinde rollen angeordnet. Rotiert die Gewindespindel, so drehen sich die Gewinderollen ohne axiale Verschiebung planetenartig um die Gewindespindel. Zahnkränze führen dabei die Gewinderollen ra dial. Der Elektromotor ist vorteilhafterweise mit einem Dreh geber verkoppelt, so dass die Position des Bauteils 12 erfass bar ist. Der Elektromotor kann auch ein elektrischer Schritt motor sein, der aus mehreren Statoren besteht und bei ent sprechender Ansteuerung der Felder Winkelschritte ausführt, so dass ein derartiger Antrieb zugleich Motor und Messmittel ist. Zum Anderen sind das kontinuierlich arbeitende Linearmotore (Gleichstromlinearmotore, elektrodynamische Linearmotore, Wan derfeldlinearmotore) oder Linearschrittmotore (elektromagneti sche Linearschrittmotore, Piezomotore, magnetostriktive Linear schrittmotore).On the one hand, this is an electric motor that causes a translatory movement, e.g. B. via a threaded spindle / nut system or rack / gear system, the rotational movement of the electric motor is converted into a translational movement. Another variant are roller screw drives. These are particularly characterized by their high rigidity and high axial load capacity. The roller screw drive basically consists of a threaded spindle and a threaded nut. In the threaded nut, axially parallel thread rolls are arranged. If the threaded spindle rotates, the thread rollers rotate around the threaded spindle like a planet without axial displacement. Sprockets guide the thread rolls ra dial. The electric motor is advantageously coupled to a rotary encoder, so that the position of the component 12 can be detected. The electric motor can also be an electric stepper motor, which consists of several stators and performs angular steps when the fields are controlled accordingly, so that such a drive is both a motor and a measuring device. On the other hand, there are continuously operating linear motors (direct current linear motors, electrodynamic linear motors, walking field linear motors) or linear step motors (electromagnetic linear stepper motors, piezo motors, magnetostrictive linear step motors).
Weiterhin besitzt das Bauteil 12 eine Haltekonstruktion für ein Werkzeug 3. Die Haltekonstruktion ist dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug 3 lösbar befestigt werden kann. Das Werkzeug 3 ist ein Meißel zum Erzeugen eines Kegels oder zum Abstechen der Querschnittsfläche des Werkstücks 2 oder ein Werkzeug 3 zum Einbringen eines Gewindes in Form eines Meißels oder Flach gewindestrehlers, so dass ein Endenbereich des Werkstückes 2 bearbeitet wird. In der Fig. 8 ist eine prinzipielle Darstel lung einer Anordnung für eine Innenbearbeitung eines Werk stückes 2 als Ausschnitt gezeigt, wobei als Werkzeug 3 ein Flachgewindestrehler prinzipiell dargestellt ist.Component 12 also has a holding structure for a tool 3 . The holding structure is designed so that the tool 3 can be releasably attached. The tool 3 is a chisel for producing a cone or for parting off the cross-sectional area of the workpiece 2 or a tool 3 for introducing a thread in the form of a chisel or flat screwdriver, so that an end region of the workpiece 2 is machined. In Fig. 8, a basic presen- tation of an arrangement for internal machining of a work piece 2 is shown as a section, with a flat-thread chaser is shown in principle as tool 3 .
Eine speicherprogrammierte oder numerische Steuerung mit einem Mikrorechnersystem, das sich auf dem kreisringförmigen Werk zeugträger 4 befindet, übernimmt die Steuerung der Bewegungen und das Positionieren der Bauteile 12. Das erfolgt über eine Software, die vor der Bearbeitung im Mikrorechnersystem imple mentiert wird. Ein Speicher wird dabei entweder vor der Bear beitung beschrieben oder ein externer Speicher wird mit dem Mikrorechnersystem lösbar verkoppelt. Während der Bearbeitung verbleibt dieser Speicher beim Mikrorechnersystem. Der Speicher ist dabei vorteilhafterweise ein Datenspeicher in Kartenform, der über Kontakte mit dem Mikrorechnersystem verbindbar ist. In der Karte befindet sich z. B. ein EPROM, EEPROM, maskenprogram mierte ROM, NOVRAM oder eDRAM.A memory-programmed or numerical control with a microcomputer system, which is located on the ring-shaped tool carrier 4 , takes over the control of the movements and the positioning of the components 12 . This is done using software that is implemented in the microcomputer system before processing. A memory is either written before the processing or an external memory is detachably coupled to the microcomputer system. This memory remains with the microcomputer system during processing. The memory is advantageously a data memory in card form, which can be connected to the microcomputer system via contacts. The map contains z. B. an EPROM, EEPROM, mask-programmed ROM, NOVRAM or eDRAM.
Das Mikrorechnersystem ist entweder ein zentrales System oder ein Multiprozessorsystem. Im ersten Fall sind die Elektromotore der Bauteile 12 und positionsbestimmende Einrichtungen in Form z. B. der mit den Elektromotoren verkoppelten Drehgebern mit dem zentralen System verbunden. Im zweiten Fall ist jeder Elektro motor der Bauteile 12 mit einem Mikrorechnersystem vorteil hafterweise mit einer positionsbestimmenden Einrichtung in Form z. B. des mit dem Elektromotor verkoppelten Drehgebers für jedes Bauteil versehen. Diese Mikrorechnersysteme sind entweder di rekt oder über ein weiteres Mikrorechnersystem als Zentrale miteinander verbunden.The microcomputer system is either a central system or a multiprocessor system. In the first case, the electric motors of the components 12 and position-determining devices in the form of z. B. the encoders coupled to the electric motors connected to the central system. In the second case, each electric motor of the components 12 with a microcomputer system is advantageously with a position-determining device in the form of z. B. the encoder coupled to the electric motor for each component. These microcomputer systems are either di rectly or connected to one another as a control center via a further microcomputer system.
Zwischen dem bewegten kreisringförmigen Werkzeugträger 4 und einem feststehenden Bestandteil des Gestells 5 befindet sich ein Schleifkontaktsystem 13, das prinzipiell in der Fig. 1 gezeigt ist. Dieses dient der Übertragung elektrischer Energie von einer elektrischen Energiequelle zu dem bewegten kreis ringförmigen Werkzeugträger 4. Grundlage ist wenigstens eine Feder, die auf einer kreisringförmigen Leiterbahn bewegt wird. Umgekehrt kann auch die Leiterbahn sich gegenüber der Feder bewegen. Sowohl die Feder als auch die Leiterbahn bestehen aus einem elektrisch leitenden Material mit einer hohen Verschleiß festigkeit. Die Anzahl der Federn richtet sich nach den elek trischen Bedingungen für die Stromversorgung. A sliding contact system 13 , which is shown in principle in FIG. 1, is located between the moving circular tool carrier 4 and a fixed component of the frame 5 . This serves to transmit electrical energy from an electrical energy source to the moving circular tool holder 4 . The basis is at least one spring that is moved on an annular conductor track. Conversely, the conductor track can also move in relation to the spring. Both the spring and the conductor track consist of an electrically conductive material with high wear resistance. The number of springs depends on the electrical conditions for the power supply.
In einer ersten Variante sind je Leiter des Energienetzes wenigstens eine Feder und eine Leiterbahn notwendig. Die Lei terbahnen sind parallel zueinander angeordnet. Als Energienetz kommt insbesondere das Ein- oder Dreiphasennetz mit einer Wechselspannung zur Anwendung. Dementsprechend werden je Phase und dem Nullleiter je mindestens eine Leiterbahn und wenigstens eine Feder eingesetzt. Damit ist eine elektrische Stromversor gung der Antriebe und des Mikrorechnersystems auf dem Werk zeugträger gegeben. Die Spannungen für die einzelnen Elektro motore und das Mikrorechnersystem werden aus der Wechselspan nung des jeweiligen Netzes über Netzteile auf dem kreisring förmigen Wekzeugträger 4 erzeugt.In a first variant, at least one spring and one conductor track are required per conductor of the energy network. The conductor tracks are arranged parallel to one another. In particular, the single or three-phase network with an alternating voltage is used as the energy network. Accordingly, at least one conductor track and at least one spring are used for each phase and the neutral conductor. This provides an electrical power supply for the drives and the microcomputer system on the tool carrier. The voltages for the individual electric motors and the microcomputer system are generated from the AC voltage of the respective network via power supplies on the annular tool holder 4 .
In einer zweiten Variante befinden sich die Netzteile außerhalb des kreisringförmigen Werkzeugträgers 4 und sind feststehend. Mittels des Schleifkontaktsystems 13 werden die einzelnen Spannungen für die Elektromotore und das Mikrorechnersystem zu dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 übertragen. Dadurch können die Netzteile leichter und kontrolliert gekühlt werden. Das Starten der Vorrichtung erfolgt entweder optisch über Lichtstrahlen oder mittels elektromagnetischer Wellen jeweils zwischen einem Sender am Gestell 5 und einem Empfänger auf dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 berührungslos.In a second variant, the power supplies are located outside the circular tool carrier 4 and are stationary. The individual voltages for the electric motors and the microcomputer system are transmitted to the annular tool holder 4 by means of the sliding contact system 13 . This allows the power supplies to be cooled more easily and in a controlled manner. The device is started either optically via light beams or by means of electromagnetic waves between a transmitter on the frame 5 and a receiver on the annular tool holder 4 without contact.
Das Werkstück 2 befindet sich auf einer Spannvorrichtung, die dieses in der Symmetrieachse des kreisringförmigen Werkzeug trägers 4 positioniert. Weiterhin ist die Spannvorrichtung gegenüber dem kreisringförmigen Werkzeugträger 4 über einen translatorisch wirkenden Antrieb verfahrbar. Die Spannvor richtung ist bekannterweise realisiert und in der Fig. 1 nicht gezeigt.The workpiece 2 is located on a clamping device, which positions it in the axis of symmetry of the annular tool carrier 4 . Furthermore, the clamping device can be moved relative to the annular tool carrier 4 via a translating drive. The Spannvor direction is known to be realized and not shown in Fig. 1.
In einer Ausführungsform des ersten Ausführungsbeispiels kann ein kreisförmiger Werkzeugträger 4 mit einem Antrieb versehen sein. In der Fig. 3 ist ein kreisförmiger Werkzeugträger 4 in einer Draufsicht prinzipiell gezeigt. Damit können pro Gerad führung 11 zwei Bauteile 12 angeordnet werden, so dass die Außen- und die Innenfläche (Darstellung in der Fig. 8) eines rohrförmigen Werkstücks 2 bearbeitet werden kann.In one embodiment of the first exemplary embodiment, a circular tool carrier 4 can be provided with a drive. In Fig. 3, a circular tool carrier 4 is shown in principle in a plan view. Thus, two components 12 can be arranged per straight guide 11 , so that the outer and inner surfaces (shown in FIG. 8) of a tubular workpiece 2 can be machined.
Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werk stücken 2 mit umlaufenden Werkzeugen 3 und stehendem Werkstück 2 besteht in einem zweiten Ausführungsbeispiel aus einer Vor richtung 1 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels. Zusätzlich zum kreisringförmigen Werkzeugträger 4 des ersten Ausführungsbeispiels als einen ersten kreisringförmigen Werk zeugträger 4a, wird in diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter Werkzeugträger 4b eingesetzt.A device 1 for processing the end portion of workpieces 2 with rotating tools 3 and stationary workpiece 2 is made in a second embodiment of a pre device 1 according to the first embodiment. In addition to the annular tool holder 4 of the first embodiment as a first annular tool holder 4 a, a second tool holder 4 b is used in this embodiment.
Der grundsätzliche Aufbau des zweiten Werkzeugträgers 4b ent spricht dem des Ersten. Dabei ist der zweite Werkzeugträger 4b als kreisring- oder kreisförmiger Werkzeugträger 4b entspre chend des ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Die Außen abmessungen des zweiten Werkzeugträgers 4b sind im Querschnitt kleiner als der Querschnitt des Hohlraumes 10 gebildet aus dem ersten kreisringförmigen Werkzeugträger 4a und dessen ringför migen Elektromotors 6.The basic structure of the second tool carrier 4 b corresponds to that of the first. The second tool carrier 4 b is designed as an annular or circular tool carrier 4 b accordingly to the first embodiment. The external dimensions of the second tool holder 4 b are smaller in cross section than the cross section of the cavity 10 formed from the first annular tool holder 4 a and its ring-shaped electric motor 6 .
Der zweite Werkzeugträger 4b ist zum Einen mit dem Läufer 14 eines weiteren Elektromotors 15 direkt oder über ein Getriebe so verkoppelt, dass der zweite Werkzeugträger 4b Drehbewegungen vollführt. Der zweite Werkzeugträger 4b, dessen Bauteile 12 und die damit verkoppelten Werkzeuge 3 sind so ausgebildet, dass die Innenfläche (Darstellung in der Fig. 8) und/oder die Quer schnittsfläche des Endenbereichs des Werkstücks 2 bearbeitbar ist. Dazu ist der zweite Werkzeugträger 4b über ein weiteres Wälzlager 9b gegenüber dem Gestell 5 abgestützt. Die Bearbei tung der Außenfläche des Endenbereichs des Werkstücks 2 erfolgt über die Werkzeuge 3 des ersten kreisringförmigen Werkzeug trägers 4a entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels. Der Stator des weiteren Elektromotors 15 ist mit dem Gestell 5 verkoppelt.The second tool carrier 4 b is, on the one hand, coupled to the rotor 14 of a further electric motor 15 directly or via a gear such that the second tool carrier 4 b carries out rotary movements. The second tool carrier 4 b, its components 12 and the tools 3 coupled to it are designed such that the inner surface (shown in FIG. 8) and / or the cross-sectional surface of the end region of the workpiece 2 can be machined. For this purpose, the second tool carrier 4 b is supported against the frame 5 by a further roller bearing 9 b. The processing of the outer surface of the end region of the workpiece 2 takes place via the tools 3 of the first annular tool carrier 4 a according to the first embodiment. The stator of the further electric motor 15 is coupled to the frame 5 .
In einer ersten Variante ist der weitere Elektromotor 15 für den zweiten Werkzeugträger 4b fest mit dem Gestell 5 verbunden. Die Positionen des zweiten Werkzeugträgers 4b gegenüber dem ersten kreisringförmigen Werkzeugträger 4a sind fest. Die Bearbeitung der Endenbereiche des Werkstücks 2 erfolgt über die translatorische Bewegung des Werkstücks 2 in seiner Symmetrie achse.In a first variant, the further electric motor 15 for the second tool carrier 4 b is firmly connected to the frame 5 . The positions of the second tool carrier 4 b relative to the first annular tool carrier 4 a are fixed. The machining of the end regions of the workpiece 2 takes place via the translatory movement of the workpiece 2 in its axis of symmetry.
In einer zweiten Variante befindet sich zwischen dem zweiten Werkzeugträger 4b und dem weiteren Elektromotor 15 eine in ihrer Länge veränderbare Einrichtung mit einem translatorischen Antrieb für diese Längenänderung. Eine derartige Einrichtung sind wenigstens zwei teleskopartig, rohrförmig ausgebildete und ineinandergeführte Elemente. Der Längenänderung dient als translatorischer Antrieb ein Zahnrad-/Zahnstangesystem, ein Gewindemutter-/Gewindespindelsystem oder ein Zugmitteltrieb mit einer Kette, einem Seil oder einem Riemen (Keilriemen, Zahnriemen) als Zugmittel, das über wenigstens eine Antriebs rolle und eine Umlenkrolle geführt ist. Bei diesen linearen Antrieben wird das Zahnrad, die Gewindespindel oder die An triebsrolle angetrieben. Jeweils eines der Bestandteile dieses translatorischen Antriebes ist fest mit einem der Elemente verkoppelt. Eine weitere Variante sind Rollengewindetriebe. Diese zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Steifigkeit und hohen axialen Tragfähigkeit aus. Der Rollengewindetrieb besteht dabei prinzipiell aus einer Gewindespindel und einer Gewindemutter. In der Gewindemutter sind achsparallel Gewinde rollen angeordnet. Rotiert die Gewindespindel, so drehen sich die Gewinderollen ahne axiale Verschiebung planetenartig um die Gewindespindel. Zahnkränze führen dabei die Gewinderollen radial.In a second variant, between the second tool carrier 4 b and the further electric motor 15 there is a device which can be changed in length with a translatory drive for this change in length. Such a device are at least two telescopically, tubularly designed and guided elements. The change in length serves as a translational drive a gear / rack system, a threaded nut / threaded spindle system or a traction drive with a chain, a rope or a belt (V-belt, toothed belt) as a traction device, which is guided over at least one drive roller and a deflection roller. With these linear drives, the gear, the threaded spindle or the drive roller is driven. One of the components of this translational drive is permanently coupled to one of the elements. Another variant are roller screw drives. These are particularly characterized by their high rigidity and high axial load capacity. The roller screw drive basically consists of a threaded spindle and a threaded nut. In the threaded nut, axially parallel thread rolls are arranged. If the threaded spindle rotates, the thread rollers rotate planet-like around the threaded spindle without axial displacement. Sprockets guide the thread rolls radially.
In einer dritten Variante besitzen der weitere Elektromotor 15 und der zweite Werkzeugträger 4b eine feste Position zuein ander. Dabei ist der weitere Elektromotor 15 mit dem Gestell 5 über einen translatorischen Antrieb verkoppelt, so dass der weitere Elektromotor 15 und der zweite Werkzeugträger 4b zu sammen gegenüber dem Gestell 5 und im Hohlraum 10 verfahrbar sind.In a third variant, the further electric motor 15 and the second tool carrier 4 b have a fixed position in relation to one another. The further electric motor 15 is coupled to the frame 5 via a translatory drive, so that the further electric motor 15 and the second tool carrier 4 b can be moved together with respect to the frame 5 and in the cavity 10 .
Der zweite Werkzeugträger 4b besitzt ein Mikrorechnersystem und zur Energieversorgung ein weiteres Schleifkontaktsystem 16 entsprechend des ersten Ausführungsbeispiels.The second tool carrier 4 b has a microcomputer system and a further sliding contact system 16 according to the first exemplary embodiment for the energy supply.
In der Fig. 4 ist eine Vorrichtung 1 mit zwei angetriebenen Werkzeugträgern 4a, 4b in einer schematischen Schnittdarstel lung dargestellt.In FIG. 4, a device 1 with two driven tool carriers 4 a, 4 b is a schematic Schnittdarstel shown lung.
Grundlage eines dritten Ausführungsbeispiels sind Vorrichtungen 1 zur Bearbeitung des Endenbereiches von Werkstücken 2 des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels.The basis of a third exemplary embodiment are devices 1 for machining the end region of workpieces 2 of the first or second exemplary embodiment.
In Ergänzung des ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels be sitzt wenigstens ein Bauteil 12 des ersten und/oder zweiten Werkzeugträgers 4a, 4b einen Antriebsmechanismus 17 in Form eines Elektromotors einschließlich einer Haltekonstruktion für ein Werkzeug 3 (prinzipielle Darstellung der Fig. 5, wobei die Haltekonstruktion nicht dargestellt ist). Die Haltekonstruktion ist dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug 3 lösbar befestigt werden kann. In einer Ausführungsform befindet sich zwischen dem Antriebsmechanismus 17 und der Haltekonstruktion eine Vor richtung zur Aufnahme von mechanischen Kräften, die ansonsten den Antriebsmechanismus 17 zerstören könnten. Das sind insbe sondere Getriebe mit integrierten flüssigen oder festen Dämpfungsmitteln oder Dämpfungseinrichtungen. Diese Vorrichtung dient in einer weiteren Ausführungsform weiterhin oder gleich zeitig der Änderung der Bewegungsrichtung entsprechend des ver wendeten Werkzeugs 3. Diese Vorrichtungen sind dabei so ausge staltbar, dass ein Winkel zwischen gleich/größer 0° und gleich/ kleiner 180° realisierbar ist. Das basiert auf bekannten Ge triebeanordnungen mit unter anderem verschieden gestalteten Zahnrädern, die als Stirn-, Kegel-, Schrauben- oder Schnecken zahnräder zum Einsatz kommen. Für eine Getriebestufe werden diese jeweils paarweise oder in einer Kombination eingesetzt. Damit ist es möglich, anzutreibende Werkzeuge 3 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werkstücken 2 mit einzubeziehen.In addition to the first or second exemplary embodiment, at least one component 12 of the first and / or second tool carrier 4 a, 4 b has a drive mechanism 17 in the form of an electric motor including a holding structure for a tool 3 (basic illustration of FIG. 5, the holding structure) is not shown). The holding structure is designed so that the tool 3 can be releasably attached. In one embodiment, there is a device for absorbing mechanical forces that could otherwise destroy the drive mechanism 17 between the drive mechanism 17 and the holding structure. These are in particular special gear units with integrated liquid or solid damping means or damping devices. In a further embodiment, this device is also used, or at the same time, to change the direction of movement in accordance with the tool 3 used . These devices can be designed so that an angle between equal to / greater than 0 ° and equal to / less than 180 ° can be realized. This is based on known Ge gear arrangements with, among other things, differently designed gears that are used as spur, bevel, screw or worm gears. For a gear stage, these are used in pairs or in a combination. This makes it possible to include tools 3 to be driven for machining the end region of workpieces 2 .
Derartige Werkzeuge 3 sind unter anderem Rund-Gewindestrehler (zum Einbringen eines Gewindes), Wälzfräser (zum Einbringen eines Gewindes oder zur Oberflächenbearbeitung), Drehfräser (zur Oberflächenbearbeitung), Sägeblätter (zum Trennen), Werk zeuge zum Gewindewirbeln (zum Einbringen eines Gewindes), Schleifscheiben (zur Oberflächenbearbeitung, zum Trennen oder zum Einbringen eines Gewindes) oder Bürsten (zum Reinigen und Entzundern oder zur Oberflächenbearbeitung, z. B. Entgraten). Je nach Werkzeug 3 sind die Elektromotore für deren Antrieb so mit dem Bauteilen 12 verbunden, dass der Läufer des Elektro motors und die Symmetrieachse des Werkstücks 2 parallel oder rechtwinklig zueinander angeordnet sind.Such tools 3 are, among other things, round thread chasers (for inserting a thread), hob cutters (for inserting a thread or for surface machining), rotary cutters (for surface machining), saw blades (for cutting), tools for whirling threads (for inserting a thread), Grinding wheels (for surface processing, for cutting or inserting a thread) or brushes (for cleaning and descaling or for surface processing, e.g. deburring). Depending on the tool 3 , the electric motors for driving them are connected to the components 12 in such a way that the rotor of the electric motor and the axis of symmetry of the workpiece 2 are arranged parallel or at right angles to one another.
Die Elektromotore als Antriebsmechanismen 17 für die Werkzeuge 3 sind mit dem Mikrorechnersystem des jeweiligen Werkzeugträ gers 4a, 4b entsprechend des ersten oder zweiten Ausführungs beispiels verkoppelt, so dass diese darüber steuerbar sind. In einer Ausführungsform des ersten, zweiten oder dritten Aus führungsbeispiels befinden sich drei Bauteile 12 am Werkzeug träger 4a, 4b. Zwei Bauteile 12 sind z. B. mit einem angetrie benen Drehfräser und einem angetriebenen Rund- Gewindestrehler oder einem angetriebenen Wälzfräser entsprechend des dritten Ausführungsbeispiels ausgerüstet. Das dritte Bauteil ist mit einer Haltevorrichtung zur lösbaren Befestigung eines Werkzeugs 3 in Form eines Drehmeißels entsprechend des ersten Ausfüh rungsbeispiels versehen. Dieser dient der Bearbeitung der Quer schnittsfläche des Werkstücks 2. Damit ist ein Endenbereich mit einem Innen- oder Außengewinde und einem Dichtesitz für eine Dichteverschraubung herstellbar. In weiteren Ausführungsformen sind auch andere Kombinationen von Bauteilen 12 und Werkzeugen 3 entsprechend des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbei spiels realisierbar. The electric motors as drive mechanisms 17 for the tools 3 are coupled to the microcomputer system of the respective tool carrier 4 a, 4 b according to the first or second embodiment, for example, so that these can be controlled. In one embodiment of the first, second or third exemplary embodiment, there are three components 12 on the tool carrier 4 a, 4 b. Two components 12 are z. B. equipped with a driven ben milling cutter and a driven round screwdriver or a driven hob according to the third embodiment. The third component is provided with a holding device for the detachable fastening of a tool 3 in the form of a turning tool in accordance with the first exemplary embodiment. This is used to machine the cross-sectional area of the workpiece 2 . An end area with an internal or external thread and a sealing seat for a sealing screw connection can thus be produced. In other embodiments, other combinations of components 12 and tools 3 can be realized according to the first, second and third exemplary embodiments.
Eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung des Endenbereichs von Werk stücken mit umlaufenden Werkzeugen und stehendem Werkstück besteht in einem vierten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus zwei angetriebenen, parallel zueinander angeordneten und kreisringförmig ausgebildeten Werkzeugträgern 4 entsprechend des ersten und/oder dritten Ausführungsbeispiels, die mit dem Läufer 8 eines ringförmigen Elektromotors 6 so verbunden sind, dass sich dieser zwischen den kreisringförmigen Werkzeugträgern 4 befindet. Damit ist ein durchgehender Hohlraum 10 vorhanden, in dem das Werkstück entweder platziert oder platziert und ver fahren werden kann. Der Stator 7 des ringförmigen Elektromotors 6 ist mit einem Gestell 5 verbunden.In a fourth exemplary embodiment, a device 1 for machining the end region of workpieces with rotating tools and a stationary workpiece essentially consists of two driven, parallel and circular tool carriers 4 corresponding to the first and / or third exemplary embodiment, which are connected to the rotor 8 annular electric motor 6 are connected so that it is located between the annular tool carriers 4 . So that a continuous cavity 10 is present, in which the workpiece can either be placed or placed and moved ver. The stator 7 of the ring-shaped electric motor 6 is connected to a frame 5 .
Die kreisringförmigen Werkzeugträger 4 einschließlich der Mikrorechnersysteme für die Bauteile 12 sind entsprechend denen des ersten oder dritten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Mit einer derartigen Vorrichtung 1 können die Endenbereiche eines kurzen Werkstückes, z. B. als Muffe, nacheinander oder gleich zeitig bearbeitet werden (Darstellung in der Fig. 6 und 8). Das Werkstück befindet sich auf einer Spannvorrichtung, die dieses in der Symmetrieachse der Vorrichtung 1 positioniert. Weiterhin ist die Spannvorrichtung gegenüber den kreisring förmigen Werkzeugträgern 4 über einen Antrieb verfahrbar.The annular tool carriers 4 including the microcomputer systems for the components 12 are designed in accordance with those of the first or third exemplary embodiment. With such a device 1 , the end regions of a short workpiece, for. B. as a sleeve, processed in succession or at the same time (representation in FIGS. 6 and 8). The workpiece is located on a clamping device, which positions it in the axis of symmetry of the device 1 . Furthermore, the clamping device can be moved relative to the annular tool carriers 4 via a drive.
In einer Ausführungsform dieses Ausführungsbeispiels können zwei Vorrichtungen 1a, 1b (Darstellung in der Fig. 7) ent sprechend des ersten und dritten Ausführungsbeispiels mit den Werkzeugträgern 4 zueinander gerichtet zur Bearbeitung der Endenbereiche insbesondere von kurzen Werkstücken 2 verwendet werden. Die Werkzeugträger 4 können kreisförmig und/oder kreis ringförmig ausgebildet sein. Die kurzen Werkstücke 2 sind z. B. Muffen für Rohrverbindungen. Die Zuführung der Werkstücke 2 erfolgt dabei in den Raum zwischen den beiden Vorrichtungen 1a, 1b. Zur Bearbeitung können sowohl wenigstens eine der Vorrich tungen 1a, 1b gegenüber der anderen Vorrichtung 1a, 1b als auch das Werkstück 2 einschließlich einer Spanneinrichtung für das Werkstück 2 gegenüber den Vorrichtungen 1a, 1b bewegt werden. Mit einer derartigen Anordnung der Vorrichtungen 1a, 1b können Werkstücke 2 sowohl außen (Darstellung in der Fig. 7) als auch innen (Darstellung in der Fig. 8) bearbeitet werden.In one embodiment of this embodiment, two devices 1 a, 1 b (shown in FIG. 7) corresponding to the first and third embodiments with the tool carriers 4 facing each other can be used for machining the end regions, in particular of short workpieces 2 . The tool carriers 4 can be circular and / or circular. The short workpieces 2 are z. B. sleeves for pipe connections. The workpieces 2 are fed into the space between the two devices 1 a, 1 b. For processing, at least one of the devices 1 a, 1 b can be moved relative to the other device 1 a, 1 b and the workpiece 2 including a clamping device for the workpiece 2 relative to the devices 1 a, 1 b. With such an arrangement of the devices 1 a, 1 b, workpieces 2 can be machined both outside (shown in FIG. 7) and inside (shown in FIG. 8).
Claims (11)
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DE2000148644 DE10048644A1 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Workpiece processing unit for large pipes, includes components movable in direction to outer edge and center of tool carrier and programmable control and regulation unit |
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DE2000148644 DE10048644A1 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Workpiece processing unit for large pipes, includes components movable in direction to outer edge and center of tool carrier and programmable control and regulation unit |
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DE2000148644 Withdrawn DE10048644A1 (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Workpiece processing unit for large pipes, includes components movable in direction to outer edge and center of tool carrier and programmable control and regulation unit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITVE20100043A1 (en) * | 2010-07-19 | 2012-01-20 | O M G Di Menon Guglielmo | TURNING HEAD WITH MORE TOOLS.- |
-
2000
- 2000-09-22 DE DE2000148644 patent/DE10048644A1/en not_active Withdrawn
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