DE102006030159A1

DE102006030159A1 - Tool e.g. cutter, holding device for processing workpiece, has tool holder provided for tool, which is actuatable by spindle over transmission unit and rotatable around C-axis and swivelable around A-axis

Info

Publication number: DE102006030159A1
Application number: DE102006030159A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Gießler; Thomas Geisselmann
Original assignee: Benz GmbH Werzeug und Maschinenbau KG
Current assignee: Benz GmbH Werkzeugsysteme
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-10-18

Abstract

The device has a tool holder (6) provided for a tool (10) e.g. cutter, which is actuatable by a spindle (3) over a transmission unit and rotatable around a C-axis and swivelable around A-axis, where the device is designed as a replaceable tool aggregate (4). The tool aggregate and the tool holder are driveable by servo motors which are selectively switchable independent of each other and permanently connected with the tool aggregate and/or the tool holder in a driving manner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Halterung von einem oder mehreren Werkzeugen, mittels denen ein Werkstück in unterschiedlichen Winkelstellungen und Lagen der Werkzeuge bearbeitbar ist, wobei die Vorrichtung als auswechselbares Werkzeugaggregat ausgebildet ist, das an der Spindel einer Werkzeugmaschine anbringbar ist und mindestens eine Werkzeugaufnahme für die Werkzeuge aufweist, die durch die Spindel über Getriebeglieder antreibbar und zu deren Längsachse verdrehbar und gegenüber dieser verschwenkbar ist.The The invention relates to a device for holding a or several tools by means of which a workpiece in different Angular positions and positions of the tools is editable, where the device is designed as a replaceable tool unit is, which is attachable to the spindle of a machine tool and has at least one tool holder for the tools, the through the spindle Driven gear members and rotatable to the longitudinal axis and with respect to this is pivotable.

Eine derartige Vorrichtung, die sich in der Praxis bewährt hat, ist durch die DE 10 2004 062 138 B2 bekannt. Die zur Bearbeitung von Werkstücken vorgesehenen Werkzeuge können mittels dieser Vorrichtung zwar um die C-Achse verdreht und um die A-Achse verschwenkt werden, diese Bewegungen sind aber nur getrennt voneinander und nacheinander auszuführen, so dass das Ausrichten eines Werkzeuges auf eine vorgegebene Position zeitaufwändig ist. Zwar kann auf diese Weise ein Werkzeug im Verstellbereich des Werkzeugaggregates somit an jede zu bearbeitende Stelle eines Werkstückes verfahren werden, um sodann einen Arbeitsvorgang auszuführen, eine Bearbeitung während eines Verstellvorganges ist jedoch nicht möglich. Die Bearbeitungen von Werkstücken mit kugeligen Flächen ist demnach nicht zu bewerkstelligen, eine Verstellung eines Werkzeuges in einer Raumkurve ist nämlich nicht möglich.Such a device, which has been proven in practice, is by the DE 10 2004 062 138 B2 known. Although the tools provided for machining workpieces can be rotated about the C axis and swiveled about the A axis by means of this device, these movements can only be carried out separately from one another and successively, so that the alignment of a tool to a predetermined position is time-consuming , Although in this way a tool in the adjustment range of the tool unit can thus be moved to each point of a workpiece to be machined, in order then to carry out a working operation, it is not possible to work during an adjustment process. The machining of workpieces with spherical surfaces is therefore not to accomplish, an adjustment of a tool in a space curve is not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Vorrichtung der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, dass ein in dem Werkzeugaggregat eingespanntes Werkzeug gleichzeitig sowohl um die C-Achse gedreht als auch um die A-Achse zu verschwenken ist, so dass das Werkzeug beliebige Raumkurven durchfahren kann. Der Bauaufwand, mittels dem dies zu erreichen ist, soll gering gehalten werden, auch soll stets eine hohe Betriebssicherheit bei einfacher Einstellung gewährleistet sein.task The invention is therefore the device of the aforementioned Art form in such a way that a clamped in the tool unit Tool simultaneously rotated both around the C axis and around The A-axis is to pivot, allowing the tool any space curves can drive through. The construction cost by which to achieve this is, should be kept low, and should always be a high level of operational reliability easy adjustment guaranteed be.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem verstellbaren Werkzeugaggregat der vorgenannten Gattung dadurch erreicht, dass das Werkzeugaggregat und die Werkzeugaufnahme jeweils mittels eines gesonderten ersten und zweiten Servomotors antreibbar sind, die unabhängig voneinander wahlweise einschaltbar und trieblich ständig mit dem Werkzeugaggregat bzw. der Werkzeugaufnahme verbunden sind.According to the invention this is an adjustable tool unit of the aforementioned type achieved by the fact that the tool unit and the tool holder each by means of a separate first and second servomotor are drivable independently each other selectively switched on and constantly drove with the tool unit or the tool holder are connected.

Zweckmäßig ist es hierbei, den dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Servomotor ortsfest auf einem Träger abzustützen und vorzugsweise über einen ersten Zahnriementrieb mit einer drehbar in dem Träger gelagerten Scheibe trieblich zu verbinden, die formschlüssig mit dem Werkzeugaggregat gekoppelt ist.Is appropriate it here, the tool unit associated with the first servo motor stationary on a support support and preferably over a first toothed belt drive with a rotatably mounted in the carrier To connect disc drivingly, which positively coupled with the tool unit is.

Der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor kann nach einer ersten Ausführungsvarianten unmittelbar an dem Werkzeugaggregat angebracht, vorzugsweise achsparallel zu dessen Längsachse auf diesem angeordnet und über Getriebeglieder zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein.Of the the tool holder associated second servo motor can after a first embodiment variants attached directly to the tool unit, preferably parallel to the axis to its longitudinal axis arranged on this and via transmission links positively be connected to the tool holder.

Nach einer zweiten Ausführungsvarianten kann der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor ortsfest vorzugsweise auf dem Träger des ersten Servomotors abgestützt und über einen zweiten Zahnriementrieb und Getriebeglieder zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein.To a second embodiment variants can the second servomotor associated with the tool holder stationary preferably on the support of the supported first servo motor and over a second toothed belt drive and transmission members forcibly with be connected to the tool holder.

Bei der zweiten Ausführungsvarianten ist es angezeigt, den zweiten Zahnriementrieb mit einem Zahnriemenrad zu versehen, das vzw. eine Innenverzahnung aufweist, und in dessen Innenverzahnung ein Ritzel eingreifen zu lassen, das trieblich mit der Werkzeugaufnahme verbunden ist.at the second embodiment variants it is indicated, the second toothed belt drive with a toothed belt to provide, the vzw. has an internal toothing, and in whose Internal toothing to engage a pinion, which drives with the tool holder is connected.

Um unverwünschte Verstellbewegungen der Werkzeugaufnahme beim Antrieb des Werkzeugaggregates durch den ersten Servomotor zu vermeiden, ist in diesem Betriebszustand der zweite Servomotor derart gesteuert gegenläufig anzutreiben, dass die Drehbewegungen des Werkzeugaggregats mittels des zweiten Zahnriementriebes ausgleichbar sind.Around without wishing Adjusting movements of the tool holder when driving the tool unit to avoid by the first servomotor is in this operating state the second servomotor so driven in opposite directions to drive, that the Rotary movements of the tool unit by means of the second toothed belt drive are compensable.

Außerdem sollten dem ersten und dem zweiten Servomotor jeweils eine unmittelbar in diese integrierte Steuerelektronik zugeordnet sein und/oder der erste und der zweite Servomotor sollte an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine anschließbar sein.In addition, should the first and the second servomotor each one directly in be associated with this integrated control electronics and / or the first and the second servo motor should be connected to the control electronics Machine tool connectable be.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Zahnriementriebe bzw. der erste Zahnriementrieb und ein Stirnradgetriebe über ein Überlagerungsgetriebe gegeneinander abgestützt.To a preferred embodiment the two timing belt drives or the first toothed belt drive and a Helical gear via a superposition gearbox supported against each other.

Das Überlagerungsgetriebe ist hierbei als Planetenradgetriebe ausgebildet, dessen Planetenräder mit an einem von dem ersten Zahnriementrieb antreibbaren Tellerrad und mit einem dem zweiten Zahnriementrieb vorgeschalteten zweiten Tellerrad zusammenwirken und der zweite Stellmotor ist mit dem dem zweiten Zahnriementrieb vorgeschalteten Tellerrad oder dem Planetenradträger des Überlagerungsgetriebes trieblich verbunden.The superposition gearbox is here designed as a planetary gear, the planetary gears with on a driven by the first toothed belt drive ring gear and interacting with a second ring gear arranged upstream of the second toothed belt drive and the second servomotor is the second toothed belt drive upstream ring gear or the planet carrier of the superposition gear drive connected.

Außerdem sind die Übersetzungsverhältnisse des ersten Zahnriemenrades zu dem zweiten Zahnriemenrad doppelt so groß bzw. gleich groß zu wählen wie das Übersetzungsverhältnis des dritten Zahnriemenrades zu dem vierten Zahnriemenrad. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Werkzeugaufnahme bei Rotation des Werkzeugaggregates um die C-Achse ihre Lage ändert.In addition, the transmission ratios of the first toothed belt to the second toothed belt are twice as large or equal to choose as the transmission ratio of the third Timing belt wheel to the fourth timing belt pulley. In this way it is avoided that the tool holder changes its position as the tool assembly rotates about the C axis.

Zweckmäßig ist es ferner, das Überlagerungsgetriebe koaxial zur Abtriebswelle des zweiten Servomotors anzuordnen und bei einem Antrieb des Planetenradträgers des Überlagerungsgetriebes) den zweiten Zahnriementrieb als Stirnradgetriebe mit Zwischenrad auszubilden.Is appropriate it further, the superposition gearbox coaxial with the output shaft of the second servomotor to arrange and in a drive of the planet carrier of the superposition gear) the form second toothed belt drive as a spur gear with intermediate.

Nach einer andersartigen Ausführungsvarianten kann der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor drehfest auf einem Zahnriemenrad abgestützt sein, das mit dem dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Zahnriementrieb trieblich verbunden ist.To a different design variants For example, the second servomotor associated with the tool holder can be rotationally fixed supported on a toothed belt wheel be that with the tool unit associated with the first toothed belt drive is connected.

Zur Triebverbindung des der Werkzeugaufnahme zugeordneten zweiten Servomotors mit dieser sollte hierbei ein zweiter Zahnriementrieb vorgesehen sein, der über ein auf der Abtriebswelle des zweiten Servomotors angeordnetes ersten Zahnriemenrad und ein in dem Werkzeugaggregat drehbar gelagertes zweites Zahnriemenrad geführt ist, und das zweite Zahnriemenrad sollte vzw. eine Innenverzahnung aufweisen, in die ein mit der Werkzeugaufnahme trieblich verbundenes Ritzel eingreift.to Drive connection of the tool holder associated with the second servo motor this should be a second toothed belt drive provided here be over a disposed on the output shaft of the second servo motor first Timing belt and a rotatably mounted in the tool unit second toothed belt wheel out is, and the second timing pulley should vzw. an internal toothing have, in which a drivingly connected to the tool holder Pinion engages.

Um auch bei dieser Ausführungsform unerwünschte Verstellungen der Werkzeugaufnahme zuverlässig und auf einfache Weise zu vermeiden, sollten die Zähnezahlverhältnisse der zueinander fluchtenden in den dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Zahnriementrieb eingreifenden Zahnriemenräder und der in den der Werkzeugaufnahme zugeordneten zweiten Zahnriementrieb eingreifenden Zahnriemenräder einander entsprechen, so dass das in die Innenverzahnung des zweiten Zahnriemenrades eingreifende Ritzel nicht verstellt wird.Around also in this embodiment undesirable Adjustments of the tool holder reliably and easily To avoid, the teeth ratio should be the mutually aligned in the tool unit associated with the first Toothed belt drive engaging toothed belt wheels and in the tool holder associated second toothed belt drive engaging toothed belt wheels each other correspond, so that in the internal toothing of the second toothed belt wheel engaging pinion is not adjusted.

Da der auf dem Zahnriemenrad angeordnete zweite Servomotor zeitweise mit umläuft, sollte dieser Servomotor über Schleifkontakte an eine Stromquelle und/oder an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine anschliessbar sein.There the arranged on the timing pulley second servomotor temporarily with revolves, should this servomotor over Sliding contacts to a power source and / or to the control electronics the machine tool be connected.

Wird eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es möglich ein Werkzeug gleichzeitig um die C-Achse zu drehen und um die A-Achse zu verschwenken, so dass in dem Verstellbereich des Werkzeuges dieses in kurzer Zeit in jede Position überzuführen ist. Dabei ist es möglich, beliebige Raumkurven zu durchfahren und dabei ein Werkstück mittels eines geeigneten Werkzeuges, zum Beispiel einem Fräser, zu bearbeiten. Auf diese Weise können zum Beispiel auch konkave und konvexe Flächen geformt werden.Becomes a device according to the invention is formed, it is possible to simultaneously rotate a tool around the C axis and around the A axis pivot, so that in the adjustment of the tool this be transferred to any position in a short time. It is possible traversing any space curves while using a workpiece a suitable tool, for example a milling cutter to edit. That way you can For example, also concave and convex surfaces are formed.

Der Bauaufwand, mittels dem dies zu bewerkstelligen ist, ist gering. Zum Einzelantrieb des Werkzeugaggregates und der Werkzeugaufnahme ist jeweils nur ein Motor erforderlich, die in entsprechender Weise mit Hilfe der Steuerelektronik der Werkzeugmaschine oder gesonderte elektronische Steuerungen ein- und auszuschalten sind, um die Verstellbewegungen vorzunehmen. Dabei ist eine hohe Betriebssicherheit, da nur einfache Schaltvorgänge auszuführen sind und weitgehend handelsübliche Bauteile verwendet werden können, gegeben. Mit Hilfe der vorschlagsgemäß ausgebildeten Vorrichtung kann somit die Bearbeitung von Werkstücken wirtschaftlicher als bisher erfolgen, vor allem aber lassen sich Bearbeitungen ausführen, die mit den bekannten Werkzeugaggregaten nicht zu bewerkstelligen sind, da das Werkzeug in Raumkurven verstellt werden kann. Eine vielseitige Verwendbarkeit der vorschlagsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist demnach gegeben.Of the Construction costs, by means of which this is to be accomplished, is low. For single drive of the tool unit and the tool holder is in each case only one motor required, in a corresponding manner with the help of the control electronics of the machine tool or separate electronic controls are on and off to the adjustment movements make. This is a high level of operational reliability, since only simple switching operations perform are and largely commercially available Components can be used given. With the help of the proposal according trained device Thus, the machining of workpieces more economical than before above all, however, it is possible to carry out processes which can not be accomplished with the known tool units, because the tool can be adjusted in space curves. A versatile one Usability of the proposed trained Device is therefore given.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsvarianten einer Vorrichtung zur Halterung eines verstellbaren Werkzeuges dargestellt, die nachfolgenden im einzelnen erläutert sind:
Hierbei zeigen,In the drawing, some embodiments of a device for holding an adjustable tool are shown, which are explained in detail below:
Show here

1 die Vorrichtung mit verdrehbarer und verschwenkbarer Werkzeugaufnahme durch zwei getrennt angeordnete und getrennt steuerbare Servomotoren, 1 the device with rotatable and pivotable tool holder by two separately arranged and separately controllable servomotors,

2 die Vorrichtung nach 1 mit andersartiger Einbindung des dem Werkzeugaggregat zugeordneten Servomotors, 2 the device after 1 with different integration of the servomotor associated with the tool unit,

3 eine weitere Ausführungsform der Anordnung der Servomotoren nach 2, 3 a further embodiment of the arrangement of the servomotors after 2 .

4 die Vorrichtung nach 2 mit über ein Überlagerungsgetriebe abgestützten Zahnriementrieben und 4 the device after 2 with supported via a superposition gear toothed belt and

5 und 6 unterschiedliche Ausgestaltungen des Überlagerungsgetriebes nach 4 und des diesem nachgeschalteten Getriebezuges. 5 and 6 different embodiments of the superposition gearing after 4 and the downstream of this gear train.

Die in den 1 bis 6 dargestellte und mit 1, 1', 1'' bzw. 1''' bezeichnete Vorrichtung dient zur Halterung von einem oder mehreren z.B. als Fräser ausgebildeten in einer Werkzeugaufnahme 6 eingesetzten Werkzeugen 10, mittels denen Werkstücke vielseitig zu bearbeiten sind, und ist in Form eines Werkzeugaggregates 4 ausgebildet, das mittels einer Welle 5 an einer Spindel 3 einer Werkzugmaschine 2 zu befestigen ist. Über nicht dargestellte Getriebeglieder ist die Werkaufnahme 6 und damit das in diese eingespannte Werkzeug 10 durch die Spindel 3 antreibbar.The in the 1 to 6 shown and with 1 . 1' . 1'' respectively. 1''' designated device is used to hold one or more trained as a milling cutter in a tool holder 6 used tools 10 , by means of which workpieces are versatile to work, and is in the form of a tool unit 4 formed by means of a shaft 5 on a spindle 3 a factory tractor 2 to attach. About not shown gear members is the factory recording 6 and thus the tool clamped in it 10 through the spindle 3 drivable.

Die Werkzeugaufnahme 6 ist unabhängig von deren Antriebsgliedern um die Längsachse C der Spindel 3 verdrehbar und auch gegenüber der senkrecht zu dieser verlaufenden A-Achse um einen wählbaren Winkel stufenlos verschwenkbar. Um dies zu bewerkstelligen, sind ein erster und ein zweiter Servomotor 11 bzw. 21 vorgesehen, die unabhängig voneinander wahlweise einschaltbar sind. Die Servomotoren 11 und 21 sind ständig mit dem Werkzeugaggregat 4 bzw. der Werkzeugaufnahme 6 trieblich verbunden, so dass, um das Werkzeug 10 in eine bestimmte Arbeitsposition zu bringen, gleichzeitig das Werkzeugaggregat 4 gedreht und die Werkzeugaufnahme 6 geschwenkt werden können.The tool holder 6 is independent of the drive links about the longitudinal axis C of the spindle 3 rotatable and also with respect to the perpendicular to this extending A-axis by a selectable angle steplessly pivoted. To accomplish this, are a first and a second servomotor 11 respectively. 21 provided that are independently switched on optionally. The servomotors 11 and 21 are constantly using the tool unit 4 or the tool holder 6 drivingly connected, so that to the tool 10 in a certain working position, at the same time the tool unit 4 turned and the tool holder 6 can be swiveled.

Ist das Werkzeug 10, wie dies in den 1 bis 6 dargestellt ist, als Fräser ausgebildet, kann bei diesen räumlichen Bewegungen auch eine Bearbeitung eines Werkstückes erfolgen. Im gesamten Verstellbereich der Werkzeugaufnahme 6 können somit jedwede Bearbeitungen, da das Werkzeug 10 in Abhängigkeit von den Ansteuerungen der Servomotoren 11 und 21 jede Raumkurve durchfahren kann, vorgenommen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, in einer eingenommenen Position des Werkzeuges 10 ein Werkstück zu bearbeiten.Is that tool 10 like this in the 1 to 6 is shown formed as a router, can be done in these spatial movements, a machining of a workpiece. Throughout the adjustment range of the tool holder 6 can thus any edits, since the tool 10 depending on the drives of the servomotors 11 and 21 Any space curve can be made. Of course, it is also possible in a assumed position of the tool 10 to work on a workpiece.

Bei der Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 nach 1 ist der Servomotor 11 ortsfest auf einem Träger 12 abgestützt und dessen Abtriebswelle 17 ist über einen ersten Zahnriementrieb I trieblich mit einer Scheibe 13 verbunden, die mittels Wälzlager 14 drehbar in dem Träger 12 gelagert ist. Über einen an dem Werkzeugaggregat 4 angebrachten Bolzen 16, der in eine in die Scheibe 13 eingearbeitete Bohrung 15 eingreift, ist das Werkzeugaggregat 4 formschlüssig mit der Scheibe 13 gekoppelt.In the variant embodiments of the device 1 to 1 is the servomotor 11 stationary on a support 12 supported and its output shaft 17 is about a first toothed belt drive I drove with a disc 13 connected by means of rolling bearings 14 rotatable in the carrier 12 is stored. About one on the tool unit 4 attached bolts 16 into one in the disk 13 incorporated hole 15 engages, is the tool unit 4 positive fit with the disc 13 coupled.

Der Zahnriementrieb I besteht aus einem auf der Abtriebswelle 17 des ersten Servomotors 11 angeordneten Zahnriemenrad 18 und einem mit der Scheibe 13 fest verbundenen Zahnriemenrad 19, über die ein Zahnriemen 20 geführt ist. Bei eingeschaltetem ersten Servomotor 11 wird somit das Werkzeugaggregat 4 und damit die Werkzugaufnahme 6 um die C-Achse der Spindel 3 verstellt, so dass das Werkzeug 10 in entsprechender Weise verdreht wird.The toothed belt drive I consists of one on the output shaft 17 of the first servomotor 11 arranged toothed belt wheel 18 and one with the disc 13 firmly connected toothed belt wheel 19 over which a toothed belt 20 is guided. When the first servomotor is switched on 11 thus becomes the tool unit 4 and thus the Werkzugaufnahme 6 around the C-axis of the spindle 3 adjusted so that the tool 10 is rotated in a corresponding manner.

Zum Verschwenken des Werkzeugaggregates 4 um die A-Achse ist der zweite Servomotor 21 in Betrieb zu nehmen. Auf dessen Abtriebswelle 22 ist hierbei ein Zahnrad 23 angeordnet, das in ein auf einer Welle 25 drehfest angebrachtes Ritzel 24 eingreift. Auf der Welle 25 ist des Weiteren eine Schnecke 26 drehfest gelagert, die mit einem Schneckenrad 27 kämmt, das trieblich mit der Werkzeugaufnahme 6 gekoppelt ist. Durch Verdrehen des Schneckenrades 27 wird somit die Werkzeugaufnahme 6 und mit dieser das Werkzeug 10 verschwenkt.For pivoting the tool unit 4 around the A-axis is the second servomotor 21 to be put into operation. On the output shaft 22 Here is a gear 23 arranged in a on a shaft 25 rotatably mounted pinion 24 intervenes. On the wave 25 is also a snail 26 rotatably mounted, with a worm wheel 27 meshes, which drove with the tool holder 6 is coupled. By turning the worm wheel 27 thus becomes the tool holder 6 and with this the tool 10 pivoted.

Werden die beiden Servomotoren 11 und 21 gleichzeitig eingeschaltet, durchfährt das Werkzeug 10 eine Raumkurve, die abhängig ist von den Verstellbewegungen des Werkzeugaggregates 4 und der Werkzeugaufnahme 6, die wiederum von den Servomotoren 11 und 21 vorgenommen werden. Ein vielseitiger Einsatz des auswechselbar an der Spindel 3 der Werkzeugmaschine angebrachten Werkaggregates 4 ist auf diese Weise gewährleistet.Be the two servomotors 11 and 21 switched on simultaneously, passes through the tool 10 a space curve, which depends on the adjustment movements of the tool unit 4 and the tool holder 6 , in turn, from the servomotors 11 and 21 be made. A versatile use of the interchangeable on the spindle 3 the machine tool attached factory units 4 is guaranteed in this way.

Gemäß 2 bei der Vorrichtung 1' ist der zweite Servomotor 21 ebenfalls auf dem Träger 12 abgestützt und dessen Abtriebswelle 22 ist über ein Kupplungsstück 28 mit einem Zahnriemenrad 31 trieblich verbunden, das in einem weiteren Träger 30 angeordnet ist. Auch das Werkzeugaggregat 4 ist hierbei mittels eines Wälzlagers 35 drehbar in dem Träger 30 gelagert und auf dem Werkzeugaggregat 4 ist drehbar ein Zahnriemenrad 32 gehalten, das über einen Zahnriemen 33 trieblich mit dem Zahnriemenrad 31 verbunden ist. Die beiden Zahnriemenräder 31 und 32 sowie der Zahnriemen 33 bilden den zweiten Zahnriementrieb II. Das Zahnriemenrad 32 ist ferner mit einer Innenverzahnung 34 ausgestattet, in die das auf der Welle 25 angeordnete Ritzel 24 eingreift.According to 2 at the device 1' is the second servomotor 21 also on the carrier 12 supported and its output shaft 22 is about a coupling piece 28 with a toothed belt wheel 31 drivably connected, in another carrier 30 is arranged. Also the tool unit 4 is here by means of a rolling bearing 35 rotatable in the carrier 30 stored and on the tool unit 4 is rotatable a toothed belt wheel 32 held that over a toothed belt 33 drove with the belt pulley 31 connected is. The two toothed belt wheels 31 and 32 and the timing belt 33 form the second toothed belt drive II , The toothed belt wheel 32 is also with internal teeth 34 equipped, in which the on the shaft 25 arranged pinions 24 intervenes.

Wird der zweite Servomotor 21 eingeschaltet, so wird die Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse verschwenkt, da durch das Zahnriemenrad 32 das in dessen Innenverzahnung 34 eingreifende Ritzel 24 verdreht wird. Das Werkzeugaggregat 4 ist dagegen über den Bolzen 16 an der stillstehenden Scheibe 13 abgestützt.Will be the second servomotor 21 turned on, then the tool holder 6 pivoted about the A-axis, because by the toothed belt wheel 32 in the internal toothing 34 engaging pinion 24 is twisted. The tool unit 4 is on the other hand over the bolt 16 at the resting disc 13 supported.

Wird dagegen der erste Servomotor 11 eingeschaltet, wird das Werkzeugaggregat 4 um die C-Achse verdreht. Da dabei das Ritzel 24 mit verdreht wird, würde bei stillstehendem Zahnriemenrad 32 auch das Ritzel 24 in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abgewälzt werden und die Werkzeugaufnahme 6 würde gleichzeitig eine Schwenkbewegung ausführen. Um eine derart ungewollte Bewegung auszuschließen, ist der zweite Servomotor 21 derart gesteuert gegenläufig anzutreiben, dass die Drehbewegung des Werkzeugaggregates 4 ausgeglichen wird, in dem über den zweiten Zahnriementrieb II eine solche Bewegung auf das Zahnriemenrad 32 ausgeübt wird, dass das Ritzel 24 sich nicht in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abwälzt, sondern in der Ruheposition verbleibt.Will, however, the first servomotor 11 turned on, the tool unit becomes 4 twisted around the C-axis. Because the pinion 24 with twisted, would be with the belt pulley stationary 32 also the pinion 24 in the internal toothing 34 of the toothed belt wheel 32 be rolled over and the tool holder 6 would simultaneously perform a pivoting movement. To exclude such an unwanted movement is the second servomotor 21 driven counter driven in such a way that the rotational movement of the tool unit 4 is balanced, in the over the second toothed belt drive II such a movement on the belt pulley 32 is exercised that the pinion 24 not in the internal toothing 34 of the toothed belt wheel 32 rolls, but remains in the rest position.

Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsvarianten möglich, die beiden Servomotoren 11 und 21 gemeinsam in Betrieb zu nehmen und über entsprechende elektronische Steuerungen diese derart zu beeinflussen, dass das Werkzeug 10 Raumkurven durchfährt.Of course, it is also possible in these embodiments, the two servomotors 11 and 21 jointly put into operation and influence them via appropriate electronic controls so that the tool 10 Traverses space curves.

Bei der Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1'' nach 3 ist der zweite Servomotor 21 auf einem Zahnriemenrad 29 abgestützt, das in dem Träger 12 angeordnet ist und in den Zahnriemen 20 des Zahnriementriebes I eingreift. Da sich der zweite Servomotor 21 bei eingeschaltetem erstem Servomotor 11 somit dreht, erfolgt der Anschluss an eine Stromquelle sowie eine nicht dargestellte Steuerelektronik über Schleifkontakte 36.In the embodiments of Vorrich tung 1'' to 3 is the second servomotor 21 on a toothed belt wheel 29 supported in the carrier 12 is arranged and in the timing belt 20 of the toothed belt drive I intervenes. Because the second servomotor 21 when the first servomotor is switched on 11 thus turns, the connection to a power source and not shown control electronics via sliding contacts 36 ,

Auch bei dieser Ausgestaltung würde bei eingeschaltetem ersten Servomotor 11 das Ritzel 24 in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abgewälzt werden und eine Verstellbewegung der Werkzeugaufnahme 6 bewirken. Über den Zahnriementrieb II wird hierbei aber eine Kompensation vorgenommen, ohne dass es dazu besonderer elektronischer Steuerungen des zweiten Servomotors 21 bedarf. Die Zähnezahlverhältnisse der fluchtend zueinander angeordneten Zahnriemenräder 29 und 31 sowie 14 und 32 sind nämlich gleich gewählt, so dass das Werkzeugaggregat 4 zwar verdreht wird, das Zahnriemenrad 32 aber synchron mit dem Zahnriemenrad 14 umläuft. Das Ritzel 24 verbleibt demnach in der eingenommenen Position, eine Lageränderung der Werkzeugaufnahme 6 tritt, ohne dass es besonderer Steuerungen bedarf, nicht ein.Also in this embodiment would be when the first servo motor 11 the pinion 24 in the internal toothing 34 of the toothed belt wheel 32 be rolled and an adjustment of the tool holder 6 cause. About the toothed belt drive II But in this case a compensation is made without the need for special electronic controls of the second servomotor 21 requirement. The number of teeth ratios of the aligned toothed belt pulleys 29 and 31 such as 14 and 32 are chosen the same, so that the tool unit 4 Although it is twisted, the timing pulley 32 but in sync with the timing pulley 14 circulates. The pinion 24 thus remains in the assumed position, a change in the bearing of the tool holder 6 does not occur without the need for special controls.

Selbstverständlich ist es bei dieser Ausgestaltung möglich, auch beide Servomotoren 11 und 21 gemeinsam anzutreiben und über elektronische Steuerungen den Verlauf des Werkzeuges 10 vorzugeben. Anstelle der Zahnriementriebe I und II können verständlicherweise auch andersartige Getriebeglieder, wie zum Beispiel Zahnradsätze, verwendet werden. Auch kann das Ritzel 24 gegebenenfalls in eine Außenverzahnung eines durch den ersten Servomotor 21 angetriebenen Zahnrades eingreifen.Of course, it is possible in this embodiment, both servomotors 11 and 21 driving together and using electronic controls the course of the tool 10 pretend. Instead of the timing belt drives I and II understandably, other types of gear members, such as gear sets, can be used. Also, the pinion can 24 optionally in an external toothing of a through the first servomotor 21 engage driven gear.

Bei der Vorrichtung 1''' nach den 4, 5 und 6 sind die beiden Zahnriementriebe I und II bzw. ein den Zahnriementrieb II ersetzendes Stirnradgetriebe 51 (5 und 6) über ein Überlagerungsgetriebe 41, das als Planetenradgetriebe ausgebildet ist, gegeneinander abgestützt. Ein Planetenradträger 42 nimmt hierbei mehrere auf Bolzen 44 drehbar gelagerte Planetenräder 43 auf, die mit Tellerrädern 45 und 46 in Eingriff sind. Das Tellerrad 45 wird hierbei von dem Zahnriementrieb I angetrieben, das Tellerrad 46 ist mit einer Stirnverzahnung 47 versehen, in die das auf der Abtriebswelle 22 des zweiten Servomotors 21 angeordnete Zahnrad 23 eingreift.In the device 1''' after the 4 . 5 and 6 are the two timing belt drives I and II or a toothed belt drive II replacing spur gear 51 ( 5 and 6 ) via a superposition gearbox 41 , which is designed as a planetary gear, supported against each other. A planet carrier 42 takes on several bolts 44 rotatably mounted planet gears 43 on, those with ring gears 45 and 46 are engaged. The ring gear 45 in this case is the toothed belt drive I driven, the ring gear 46 is with a spur toothing 47 provided in the on the output shaft 22 of the second servomotor 21 arranged gear 23 intervenes.

Bei der Ausführungsvariante nach 5 ist der Planetenradträger 42 mit einer Stirnverzahnung 48 ausgestattet, die zu dessen Antrieb mit dem Zahnrad 23 kämmt. Gemäß 6 ist der Planetenradträger 42 unmittelbar mit der Abtriebswelle 22 des zweiten Servomotors 21 fest verbunden und wird somit durch diesen angetrieben.In the embodiment according to 5 is the planet carrier 42 with a spur toothing 48 equipped to drive it with the gear 23 combs. According to 6 is the planet carrier 42 directly with the output shaft 22 of the second servomotor 21 firmly connected and is thus driven by this.

Wird bei der Vorrichtung 1''' der Servomotor 21 eingeschaltet, so wird über das Zahnrad 23 das Kegelrad 46 angetrieben und von diesem der Planetenradträger 42, da sich die Planetenräder 43 in dem stillstehenden Kegelrad 45 abwälzen. Über das Kupplungsstück 28 wird der zweite Zahnriementrieb II in Drehung versetzt, der, wie bei der Ausgestaltung nach 2, eine Schwenkbewegung des Werkzeugträgers 6 um die A-Achse bewirkt.Is at the device 1''' the servomotor 21 turned on, so will the gear 23 the bevel gear 46 powered and from this the planet carrier 42 because the planet gears 43 in the stationary bevel gear 45 roll off. About the coupling piece 28 becomes the second toothed belt drive II set in rotation, which, as in the embodiment according to 2 , a pivoting movement of the tool carrier 6 around the A-axis.

Wird dagegen der Servomotor 11 eingeschaltet, wird das Werkzeugaggregat 4 um die C-Achse verschwenkt. Über den Zahnriementrieb I wird aber auch das Kegelrad 45 in Drehung versetzt, so dass eine Rotation der Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse erfolgen würde. Um dies auszuschließen, weisen die Zahnriemenräder 31 und 32 die halbe Zähnezahl auf wie das Zahnriemenrad 19 und die Außenverzahnung 45' des Kegelrades 45. Im Zusammenwirken mit dem Überlagerungsgetriebe 41, durch das die eingeleiteten Drehzahlen jeweils halbiert werden, erfolgt somit bei einer Verdrehung des Werkzeugaggregates 4 um die C-Achse keine Verschwenkung der Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse, die Werkzeugaufnahme 6 behält vielmehr die eingenommene Lage bei, so dass mit Hilfe des Werkzeuges 10 geradlinige durch die Drehung des Werkzeugaggregates 4 ausgelöste Bearbeitungen vorgenommen werden können. Das Überlagerungsgetriebe 41 ermöglicht es auch, die beiden Motore 11 und 21 auf dem Träger 12 ortsfest anzuordnen und diesen elektrische Energie über stationäre Leitungen zuzuführen.Will, however, the servomotor 11 turned on, the tool unit becomes 4 pivoted about the C-axis. About the toothed belt drive I but also the bevel gear 45 set in rotation, allowing a rotation of the tool holder 6 would be done around the A axis. To exclude this, have the timing belt pulleys 31 and 32 half the number of teeth on as the belt pulley 19 and the external teeth 45 ' the bevel gear 45 , In cooperation with the superposition gearbox 41 , By which the introduced speeds are halved, thus takes place at a rotation of the tool unit 4 No pivoting of the tool holder around the C axis 6 around the A-axis, the tool holder 6 Rather, it retains the assumed position, so that with the help of the tool 10 rectilinear by the rotation of the tool unit 4 triggered edits can be made. The superposition gearbox 41 it also allows the two motors 11 and 21 on the carrier 12 To arrange stationary and supply this electrical energy via stationary lines.

Bei den Ausführungsvarianten nach den 5 und 6 ist der zweite Zahnriementrieb II als Stirnradgetriebe 41 in Form eines Hohlrades 52 ausgebildet. Mit einer Außenverzahnung 53 greift das Hohlrad 52 in das Zahnriemenrad 31 ein, das der Schnecke 26 zugeordnete Ritzel 24 ist mit einer Innenverzahnung 54 des Hohlrades 52 in Eingriff, so dass gegenüber dem Zahnriementrieb II gemäß 2 keine Drehrichtungsumkehrung auftritt.In the embodiments according to the 5 and 6 is the second toothed belt drive II as helical gear 41 in the form of a ring gear 52 educated. With an external toothing 53 grips the ring gear 52 in the toothed belt wheel 31 one, that of the snail 26 associated pinion 24 is with an internal toothing 54 of the ring gear 52 in engagement, so that opposite the toothed belt drive II according to 2 no reverse rotation occurs.

Claims

Contraption ( 1 . 1' . 1'' . 1''' ) for holding one or more tools ( 10 ), by means of which a workpiece in different angular positions and positions of the tools ( 10 ) is machinable, the device ( 1 . 1' . 1'' . 1''' ) as a replaceable tool unit ( 4 ) is formed on the spindle ( 3 ) of a machine tool ( 2 ) is attachable and at least one tool holder ( 6 ) for the tools ( 10 ) through the spindle ( 3 ) can be driven via gear elements and can be rotated relative to the longitudinal axis (C) and can be pivoted relative to the latter (A axis), characterized in that the tool unit ( 4 ) and the tool holder ( 6 ) each by means of a geson first and second servomotors ( 11 . 21 ), which can be switched on independently and continuously with the tool unit (independently) 4 ) or the tool holder ( 6 ) are connected.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the tool unit ( 4 ) associated first servomotor ( 11 ) fixed on a support ( 12 ) is arranged and preferably via a first toothed belt drive ( I ) with a rotatable in the carrier ( 12 ) disc ( 13 ) is in drive connection, the form-fitting with the tool unit ( 4 ) connected is.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the tool holder ( 6 ) associated second servomotor ( 21 ) directly on the tool unit ( 4 ), preferably arranged axially parallel to the longitudinal axis (C) on this and via gear members ( 23 . 24 . 25 . 26 and 27 ) inevitably with the tool holder ( 6 ) connected is ( 1 ).

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the tool holder ( 6 ) associated second servomotor ( 21 ) fixed preferably on the support ( 12 ) of the first servomotor ( 11 ) is supported and via a second toothed belt drive ( II ) and transmission links ( 24 . 25 . 26 . 27 ) inevitably with the tool holder ( 6 ) connected is ( 2 )

Apparatus according to claim 4, characterized in that the second toothed belt drive ( II ) with a toothed belt wheel ( 32 ), the vzw. an internal toothing ( 34 ) and that in its internal toothing ( 34 ) a pinion ( 24 ), which drives with the tool holder ( 6 ) connected is.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that when driving the tool unit ( 4 ) by the first servomotor ( 11 ) the second servomotor ( 21 ) is controlled in opposite directions such that the rotational movements of the tool unit ( 4 ) by means of the second toothed belt drive ( II ) are compensable.

Device according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the first and the second servomotor ( 11 . 21 ) is associated with an integrated directly in this control electronics and / or that the first and the second servomotor ( 11 . 21 ) to the control electronics of the machine tool ( 3 ) are connectable.

Device according to one or more of claims 2 to 4, characterized in that the two toothed belt drives ( I . II ) via a superposition gear ( 41 ) are supported against each other ( 4 )

Apparatus according to claim 8, characterized in that the superposition gear ( 41 ) is designed as a planetary gear whose planetary gears ( 44 ) with one of the first toothed belt drive ( I ) driven ring gear ( 45 ) and with a second toothed belt drive ( II ) upstream second ring gear ( 46 ) interact.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the second servomotor ( 21 ) with the second toothed belt drive ( II ) upstream ring gear ( 46 ) or the planet carrier ( 42 ) of the superposition gearing ( 41 ) is drivingly connected.

Device according to one or more of claims 8 to 10, characterized in that the transmission ratios of the first toothed belt wheel ( I ) to the second toothed belt wheel ( II ) is twice as large or the same size as the transmission ratio of the third toothed belt wheel ( 31 ) to the fourth toothed belt wheel ( 32 ).

Device according to one or more of claims 8 to 11, characterized in that the superposition gearing ( 41 ) coaxial with the output shaft ( 22 ) of the second servomotor ( 21 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 8 to 12, characterized in that in a drive of the planet carrier ( 42 ) the second toothed belt drive ( II ) of the superposition gearing ( 41 ) as a spur gear ( 51 ) with intermediate wheel ( 52 ) is trained.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the tool holder ( 6 ) associated second servomotor ( 21 ) rotatably on a toothed belt wheel ( 29 ) supported by the tool unit ( 4 ) associated first toothed belt drive ( I ) is connected ( 3 )

Apparatus according to claim 14, characterized in that the drive connection of the tool holder ( 6 ) associated second servo motor ( 21 ) with this a second toothed belt drive ( II ) is provided, which via a on the output shaft ( 22 ) of the second servomotor ( 21 ) arranged first toothed belt wheel ( 31 ) and one in the tool unit ( 4 ) rotatably mounted second toothed belt wheel ( 32 ) is guided, and that the second toothed belt wheel ( 32 ) vzw. an internal toothing ( 34 ), in which a with the tool holder ( 4 ) drivingly connected pinion ( 24 ) intervenes.

Apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that the teeth ratio of the mutually aligned in the tool unit ( 4 ) associated first toothed belt drive ( I ) engaging toothed belt wheels ( 29 . 19 ) and in the tool holder ( 6 ) associated second toothed belt drive ( II ) engaging toothed belt wheels ( 31 . 32 ) correspond.

Device according to one or more of claims 14 to 16, characterized in that on the toothed belt wheel of the first toothed belt drive ( I ) arranged second servomotor ( 21 ) via sliding contacts ( 34 ) to a power source and / or to the control electronics of the machine tool ( 3 ) is connectable.