DE102010054999A1

DE102010054999A1 - Spindle assembly for forming multi spindle-processing head used at traverse drive of machine tool for processing e.g. furniture front parts in furniture industry, has control devices controlling drive motor and axial control cylinder

Info

Publication number: DE102010054999A1
Application number: DE201010054999
Authority: DE
Inventors: Olaf Geese; Tim-Oliver Ricke; Volker Meier
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: MEIER, VOLKER, DE
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2012-06-21

Abstract

The assembly (1) has drive spindles (2) freely rotatably mounted in the assembly. The spindles are rotationally driven by a drive motor. An axial control cylinder axially displaces the spindles between an idle position and a use position. A control device (7) controls the drive motor and the axial control cylinder. A control data storage device stores control data e.g. motor parameter, received by a control data input. A control data output outputs the control data stored in the storage device. A sensor detects an operating condition of the assembly.

Description

Die Erfindung betrifft ein modulartiges Spindelaggregat zur Bildung eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes für eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a modular spindle unit for forming a multi-spindle machining head for a machine tool according to the preamble of claim 1.

Aus dem Stand der Technik sind Mehrfachspindel-Bearbeitungsköpfe bekannt, die beispielsweise am Verfahrantrieb einer Werkzeugmaschine befestigt werden können. Auf diese Weise kann der Bearbeitungskopf insbesondere dreiachsig verfahren und positioniert werden. An den verschiedenen Werkzeugspindeln des Bearbeitungskopfes können jeweils Werkzeuge, beispielsweise Bohrer, Fräsen oder Sägeblätter, befestigt und rotatorisch angetrieben werden. Insbesondere in der Möbelindustrie werden entsprechende Mehrfachspindel-Bearbeitungsköpfe eingesetzt, um rationell die Bearbeitung von plattenförmigen Bauteilen, beispielweise Möbelfronten, Korpusteilen, Panelen oder Isolierplatten, durchführen zu können.Multi-spindle machining heads are known from the prior art, which can be fastened, for example, to the travel drive of a machine tool. In this way, the machining head can in particular be moved and positioned in three axes. Tools, for example drills, milling cutters or saw blades, can be attached and rotationally driven at the various tool spindles of the machining head. In particular, in the furniture industry corresponding multi-spindle machining heads are used to efficiently perform the processing of plate-shaped components, such as furniture fronts, carcass parts, panels or insulating panels.

Bei der konstruktiven Ausbildung solcher Mehrfachspindel-Bearbeitungsköpfe kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die einzelnen Antriebsspindeln in modulartigen Spindelaggregaten gelagert sind. Diese modulartigen Spindelaggregate werden dann zur Bildung eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes zusammengesetzt und als integriertes Bauteil anschließend an die Werkzeugmaschine angeschlossen.In the structural design of such multi-spindle machining heads can be provided, for example, that the individual drive spindles are mounted in modular spindle units. These modular spindle units are then assembled to form a multi-spindle machining head and then connected as an integrated component to the machine tool.

Die DE 198 22 372 A1 beschreibt einen aus mehreren Spindelaggregaten zusammengesetzten Bearbeitungskopf, wobei die einzelnen Spindelaggregate auf einem gemeinsamen Modulträger befestigt sind. Jedes der Spindelaggregate ist mit einem eigenen Antriebsmotor zum rotatorischen Antrieb der Antriebsspindeln ausgestattet. Um die einzelnen Spindelaggregate unabhängig voneinander relativ zum Modulträger ausfahren zu können, sind Axialverstellantriebe vorhanden. Damit wird ein gewisser Grad der Modularität der Spindelaggregate erreicht, welcher sich jedoch lediglich auf den Antrieb der Antriebsspindel und die Axialverstellung beschränkt. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass grundsätzlich für jedes einzelne Spindelaggregat eine modulare Betätigung der Antriebsspindel bezüglich ihrer Rotation und ihrer durch die Axialverstellvorrichtung vorgegebenen Axialstellung ermöglicht wird, wobei sich die dadurch gewonnene Unabhängigkeit der Spindelaggregate bzw. deren Modularität ausschließlich im Betriebszustand äußert und zudem ein hohes Maß an externer und zentraler Vorrichtungen benötigt wird, um den unabhängigen bzw. modularen Betrieb der Spindelaggregate zu gewährleisten.The DE 198 22 372 A1 describes a composed of several spindle units processing head, the individual spindle units are mounted on a common module carrier. Each of the spindle units is equipped with its own drive motor for rotary drive of the drive spindles. In order to be able to extend the individual spindle units independently relative to the module carrier, Axialverstellantriebe are available. Thus, a certain degree of modularity of the spindle units is achieved, which, however, limited only to the drive of the drive spindle and the axial adjustment. In other words, this means that in principle for each spindle unit, a modular actuation of the drive spindle is made possible with respect to their rotation and axial position predetermined by the Axialverstellvorrichtung, wherein the independence gained by the spindle units or their modularity expresses exclusively in the operating state and also a high level of external and centralized devices is required to ensure independent or modular operation of the spindle units.

Der Zugewinn an Modularität solcher Spindelaggregate wird sozusagen mit einem hohen Preis erkauft. Denn zum Betrieb der modularen Spindelaggregate werden externe Vorrichtungen benötigt, die beispielsweise die jeweiligen Antriebsmotoren der Spindelaggregate steuern und/oder überwachen. Aber gerade diese externen Vorrichtungen verringern im Gesamtzusammenhang eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes die Modularität der einzelnen Spindelaggregate.The gain in modularity of such spindle units is bought at a high price, so to speak. For the operation of the modular spindle units external devices are needed, for example, control the respective drive motors of the spindle units and / or monitor. But just these external devices reduce the modularity of the individual spindle units in the overall context of a multi-spindle machining head.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues modulartiges Spindelaggregat zur Bildung eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes für eine Werkzeugmaschine vorzuschlagen, welches eine insgesamt erhöhte Modularität aufweist und dadurch die beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Zur Steigerung der Modularität in ihrer Gesamtheit ist es dabei Teil der Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Modularität des vorgeschlagenen Spindelaggregats derart zu verbessern, dass neben der Modularität während des Betriebs des Spindelaggregats auch die Modularität bezüglich Umrüstarbeiten und/oder Wartungsarbeiten eines entsprechenden Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes gesteigert wird.Based on this prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a new modular spindle unit for forming a multi-spindle machining head for a machine tool, which has an overall increased modularity and thereby overcomes the disadvantages of the prior art described. To increase the modularity in its entirety, it is part of the object of the present invention to improve the modularity of the proposed spindle unit such that in addition to the modularity during operation of the spindle unit also increases the modularity with respect to retooling and / or maintenance of a corresponding multi-spindle machining head becomes.

Diese Aufgabe wird durch ein Spindelaggregat nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a spindle unit according to the teaching of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass das Spindelaggregat zumindest eine elektronische Steuervorrichtung umfasst, welche zum Steuern eines Antriebsmotors des Spindelaggregats eingerichtet ist, wobei mittels des Antriebsmotors eine Antriebsspindel, welche frei drehbar im Spindelaggregat gelagert ist, rotatorisch antreibbar ist. Dadurch können externe Vorrichtungen, die im Stand der Technik zur zentralen Steuerung einer Vielzahl von Spindelaggregaten benötigt wurden, eingespart werden. Auch die zur Steuerung des Antriebsmotors bzw. der Antriebsspindel benötigte Verkabelung oder andere Übertragungsvorrichtungen zwischen dem Spindelaggregat und externen Vorrichtungen können eingespart werden.The invention is based on the basic idea that the spindle unit comprises at least one electronic control device which is adapted to control a drive motor of the spindle unit, wherein by means of the drive motor, a drive spindle, which is freely rotatably mounted in the spindle unit, is rotationally driven. As a result, external devices, which were required in the prior art for the central control of a plurality of spindle units, can be saved. Also, the wiring or other transmission devices between the spindle unit and external devices required for controlling the drive motor or the drive spindle can be saved.

In gleicher Weise sieht die vorliegende Erfindung vor, dass mit der elektronischen Steuervorrichtung auch weitere Komponenten bzw. Vorrichtungen eines Spindelaggregats gesteuert werden können. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Spindelaggregat eine Axialstellvorrichtung umfassen, mittels derer die Antriebsspindel zwischen einer Ruhestellung und einer Nutzstellung axial verstellbar ist. Eine solche Axialstellvorrichtung ist vor allem für Spindelaggregate, die zur Ausführung von Bohrvorgängen an einem Mehrfachspindel-Bearbeitungskopf vorgesehen sind, besonders vorteilhaft. Dabei kann gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die elektronische Steuervorrichtung zum Steuern der Axialstellvorrichtung eingerichtet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Steuerung der Axialstellvorrichtung, welche zur axialen Verstellung der rotatorisch antreibbaren Antriebsspindel vorgesehen ist, in das jeweilige Spindelaggregat integriert und dadurch modularisiert wird. Für den Fall, dass die Axialstellvorrichtung in der Form eines mit Druckluft betriebenen, pneumatischen Stellzylinders ausgeführt ist, führt dies dazu, dass externe Ventilinseln, welche für die Verteilung bzw. Steuerung der Druckluft für die einzelnen Spindelaggregate bisher nötig waren, entfallen können. Neben dem Wegfall externer Ventilinseln wird auch eine aufwendige Verkabelung, insbesondere Druckluftverkabelung, zwischen den Ventilinseln und den Spindelaggregaten überflüssig, da durch die in das Spindelaggregat integrierte elektronische Steuervorrichtung zur Steuerung der Axialstellvorrichtung nur noch ein Anschluss an eine Drucklufthauptversorgung vorgesehen sein muss.In the same way, the present invention provides that also other components or devices of a spindle aggregate can be controlled with the electronic control device. For example, the spindle unit according to the invention comprise an axial adjusting device, by means of which the drive spindle between an inoperative position and a use position is axially adjustable. Such Axialstellvorrichtung is especially for spindle units that are used to carry out drilling operations are provided on a multi-spindle machining head, particularly advantageous. In this case, it can be provided according to an embodiment of the present invention that the electronic control device is set up for controlling the axial positioning device. It is thereby achieved that the control of the axial adjusting device, which is provided for the axial adjustment of the rotationally drivable drive spindle, is integrated in the respective spindle unit and thereby modularized. In the event that the axial adjusting device is designed in the form of a pneumatic actuating cylinder operated with compressed air, this leads to the fact that external valve islands, which were previously necessary for the distribution or control of the compressed air for the individual spindle units, can be dispensed with. In addition to the elimination of external valve terminals and a complex wiring, especially compressed air cabling, between the valve terminals and the spindle units superfluous, since only one connection to a compressed air main supply must be provided by the built-in spindle unit electronic control device for controlling the Axialstellvorrichtung.

Die Modularisierung der Steuerung eines Spindelaggregats gemäß der vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Integration einer elektronischen Steuervorrichtung in das Spindelaggregat erleichtert damit in äußerst umfänglicher Weise den Betrieb eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes. Es wird beispielsweise ermöglicht, dass der gesamte Mehrfachspindel-Bearbeitungskopf nur noch über eine Druckluftleitung zentral mit Druckluft versorgt wird und über eine weitere elektrische Leitung mit elektrischer Energie versorgt wird. Durch die modularisierte Steuerung können dann anhand der bereitgestellten Ressourcen, wie beispielsweise elektrische Energie und Druckluft, die jeweiligen Spindelaggregate jeweils autonom betrieben bzw. gesteuert werden.The modularization of the control of a spindle unit according to the proposed inventive integration of an electronic control device in the spindle unit thus facilitates the operation of a multi-spindle machining head in an extremely extensive manner. It is possible, for example, that the entire multi-spindle machining head is supplied only centrally via a compressed air line with compressed air and is supplied via a further electrical line with electrical energy. By means of the modularized control, the respective spindle aggregates can then be autonomously operated or controlled on the basis of the resources provided, such as, for example, electrical energy and compressed air.

Um eine gesteigerte Modularisierung der erfindungsgemäßen Spindelaggregate zu gewährleisten, ist es besonders wünschenswert, wenn die Spindelaggregate möglichst flexibel einsetzbar sind. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass es wünschenswert ist, wenn ein Spindelaggregat mit möglichst geringem Aufwand zwischen unterschiedlichen Betriebsarten bzw. zwischen unterschiedlichen Funktionen umgerüstet werden kann. Eine Umrüstung zwischen Betriebsarten kann beispielsweise darin bestehen, dass ein Spindelaggregat von einer Bohrfunktion auf eine Sägefunktion umgestellt bzw. umgerüstet werden soll. Derartige Umrüstvorgänge benötigen jedoch neben einer mechanischen Umrüstung von Teilen des Spindelaggregats bzw. von Anbauteilen an das Spindelaggregat auch eine Umrüstung bzw. Anpassung der Spindelaggregatssteuerung. Daher sieht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung einen Steuerdateneingang umfasst, welcher zur Aufnahme von Steuerdaten eingerichtet ist. Damit kann in einfacher Weise die modularisierte Steuerung des Spindelaggregats an die jeweilige Funktion bzw. jeweilige Betriebsart angepasst werden. Aber auch für ein und dieselbe Funktion eines Spindelaggregats kann mittels eines derartigen Steuerdateneingangs die Steuerung hochgradig exakt an das jeweilige Spindelaggregat angepasst werden. Damit können minimale Unterschiede von im Wesentlichen identischen Spindelaggregaten, die durch verschiedenste Ursachen begründet sein können, ausgeglichen werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Steuerdateneingang so ausgeführt ist, dass ohne eine Demontage des Spindelaggregats oder aber sogar ohne eine Demontage des Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes auf ihn zugegriffen werden kann.In order to ensure increased modularization of the spindle units according to the invention, it is particularly desirable if the spindle units are used as flexibly as possible. In other words, this means that it is desirable if a spindle unit can be retrofitted with as little effort as possible between different operating modes or between different functions. A changeover between operating modes can be, for example, that a spindle unit is to be converted or converted from a drilling function to a sawing function. However, such retooling processes require in addition to a mechanical conversion of parts of the spindle unit or attachments to the spindle unit also a conversion or adaptation of the spindle unit control. Therefore, a particularly advantageous embodiment of the present invention provides that the control device comprises a control data input, which is set up to receive control data. Thus, the modularized control of the spindle unit can be adapted to the respective function or respective operating mode in a simple manner. But even for one and the same function of a spindle unit, the control can be adjusted by means of such a control data input highly accurate to the respective spindle unit. Thus, minimal differences of substantially identical spindle aggregates, which may be due to a variety of causes, be compensated. In an advantageous embodiment, for example, be provided that the control data input is designed so that it can be accessed without disassembly of the spindle unit or even without disassembly of the multi-spindle machining head.

Als Steuerdaten können in diesem Zusammenhang beispielsweise Motorparameter und/oder Motorkenndaten zur Reglersteuerung des Antriebsmotors gesehen werden. Ein weiteres Beispiel für Steuerdaten ist ein elektronisches Typenschild des Spindelaggregats, mit dem zumindest eine Identifikation des Spindelaggregats und seiner technischen Merkmale erfolgen kann.In this context, engine parameters and / or engine characteristics for controller control of the drive motor can be seen as control data. Another example of control data is an electronic nameplate of the spindle unit, with which at least one identification of the spindle unit and its technical features can be made.

Bei der Bildung eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes aus einer Vielzahl modularer Spindelaggregate ist es nicht ungewöhnlich, dass ein oder mehrere Spindelaggregate zur Durchführung hochgradig standardisierter Aufgaben verwendet werden. Um die Einrichtung eines Spindelaggregats zur Ausübung einer derartigen Standardfunktion zu erleichtern bzw. eine möglichst schnelle Anpassung der Steuerung eines Spindelaggregats auf eine Standardbetriebsart zu ermöglichen, ist für das erfindungsgemäße Spindelaggregat vorgesehen, dass die elektronische Steuervorrichtung eine Steuerdatenspeichervorrichtung umfasst, welche zum Speichern der mittels zumindest einem Steuerdateneingang aufgenommenen Steuerdaten eingerichtet ist. Damit können die Steuerdaten, die zur Steuerung des Spindelaggregats in einer Vielzahl von Betriebsarten nötig sind, permanent oder zumindest langfristig in der Steuervorrichtung und damit im Spindelaggregat hinterlegt werden. Dadurch kann wiederum eine präzise, reproduzierbare und sogar an das jeweilige Spindelaggregat angepasste Steuerung erfolgen. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass neben einer erhöhten Modularität des Spindelaggregats, welche sich durch die schnelle und einfache Umrüstbarkeit zum Ausführen verschiedener Betriebsarten niederschlägt, sich auch eine erhöhte Reproduzierbarkeit des erzielten Ergebnisses erzielen lässt.When forming a multi-spindle machining head from a variety of modular spindle units, it is not uncommon for one or more spindle units to be used to perform highly standardized tasks. In order to facilitate the establishment of a spindle unit for performing such a standard function or to allow the fastest possible adjustment of the control of a spindle unit to a standard mode, is provided for the spindle unit according to the invention that the electronic control device comprises a control data storage device, which for storing by means of at least one Control data input recorded control data is set up. Thus, the control data, which are necessary for controlling the spindle unit in a variety of operating modes, permanent or at least long-term stored in the control device and thus in the spindle unit. This in turn can be done a precise, reproducible and even adapted to the respective spindle unit control. In other words, this means that in addition to an increased modularity of the spindle aggregate, which is reflected by the quick and easy conversion to perform different modes, also an increased reproducibility of the result obtained can be achieved.

Werden beispielsweise Motorparameter als Reglersteuerung des Antriebsmotors als Steuerdaten in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeichert, so ermöglicht dies, dass bei einer Inbetriebnahme des Spindelaggregats diese eine automatische und selbstständige Konfiguration vornimmt. Dabei können alle Komponenten des Spindelaggregats konfiguriert werden, für die die jeweiligen Steuerdaten hinterlegten bzw. gespeicherten sind. Beispielsweise kann beim Anbringen bzw. Anstecken eines Spindelaggregats an einen Träger eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes oder bei einem vergleichbarem Vorgang, bei dem zumindest eine Verbindung zu einer Stromversorgung hergestellt wird, die Selbstkonfiguration des Spindelaggregats auf Grund der Steuerdaten erfolgen, die in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeichert sind. In Anlehnung an die technischen Begrifflichkeiten aus dem Bereich der Datenverarbeitungsanlagen kann eine solche Eigenschaft als „Plug-And-Play” verstanden werden.For example, engine parameters as controller control of the drive motor as control data stored in the control data storage device, this allows that when commissioning the spindle unit this performs an automatic and autonomous configuration. All components of the spindle aggregate can be configured for which the respective control data are stored or saved. For example, in attaching a spindle unit to a carrier of a multi-spindle machining head or in a similar process in which at least one connection to a power supply is made, the self-configuration of the spindle unit may be based on the control data stored in the control data storage device. Based on the technical terminology in the field of data processing systems, such a feature can be understood as "plug-and-play".

Wird beispielsweise ein elektronisches Typenschild des Spindelaggregats in der Form von Steuerdaten in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeichert, so können die Stillstandszeiten und Servicezeiten eines defekten Spindelaggregats erheblich reduziert werden. Die Daten, die das elektronische Typenschild umfasst, sind dabei beispielsweise ein Typenschlüssel, das Fertigungsdatum, die Seriennummer sowie elektrische Daten des Spindelaggregats, wobei letztere auf Messungen bzw. Erprobung des Spindelaggregats auf einem Prüfstand des Fertigungswerkes basieren und Werte wie Leistung, Drehmoment, Drehzahl und Regelkennlinien umfassen können.For example, if an electronic nameplate of the spindle unit is stored in the form of control data in the control data storage device, the downtime and service times of a defective spindle unit can be significantly reduced. The data that includes the electronic nameplate are, for example, a type code, the date of manufacture, the serial number and electrical data of the spindle unit, the latter based on measurements or testing of the spindle unit on a test bed of the factory and values such as power, torque, speed and May include control characteristics.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die elektronische Steuervorrichtung zumindest einen Steuerdatenausgang umfasst, welcher zur Ausgabe von in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeicherten Steuerdaten eingerichtet ist. Dadurch lässt sich auf schnelle und einfache Weise überprüfen, welche Steuerdaten in der Steuerdatenspeichervorrichtung vorhanden sind. Dies ist beispielsweise nötig, um vorhandene Steuerdaten gegebenenfalls erneuern, anpassen und/oder ersetzen zu können.A further advantageous embodiment of the invention consists in that the electronic control device comprises at least one control data output, which is set up for outputting control data stored in the control data storage device. This makes it possible to quickly and easily check which control data is present in the control data storage device. This is necessary, for example, to be able to renew, adapt and / or replace existing control data if necessary.

Die Möglichkeit, Steuerdaten aus der Steuerdatenvorrichtung auszulesen, kann zudem ein redundantes Aufspielen bzw. Speichern von bereits in der Steuerdatenspeichervorrichtung enthaltenen Steuerdaten verhindern. Gerade für standardisierte Steuerungen des Spindelaggregats kann demnach einfach festgestellt werden, welche Steuerdaten von Standardbetriebsarten bereits auf der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeichert sind. Diese müssen dementsprechend für einen derartigen Standardbetrieb bzw. eine derartige Standardsteuerung des Spindelaggregats nur noch aktiviert werden. Auch diese Vorteile sind jeweils vor dem Gesamtziel zu betrachten, um den Umgang bzw. den Betrieb der erfindungsgemäßen Spindelaggregate möglichst weitgehend zu modularisieren. Dies bedeutet also, dass die eben genannten Vorteile besonders dadurch begünstigt werden, dass die Ausgabe von in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeicherten Steuerdaten mittels Steuerdatenausgabe für jede Steuervorrichtung und damit für jedes Spindelaggregat separat erfolgen kann.The ability to read control data from the control data device can also prevent a redundant loading or storing of control data already contained in the control data storage device. Accordingly, it can be easily ascertained precisely which control data of standard operating modes are already stored on the control data storage device, especially for standardized controllers of the spindle unit. These must therefore be activated only for such a standard operation or such a standard control of the spindle unit. These advantages are also to be considered before the overall goal to modularize the handling and operation of the spindle units according to the invention as much as possible. This means that the advantages just mentioned are particularly favored by the fact that the output of control data stored in the control data storage device can be effected separately by means of control data output for each control device and thus for each spindle aggregate.

Um die Steuerung durch die Steuervorrichtung des Spindelaggregats zu gewährleisten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuervorrichtung zumindest einen Signalgeber umfasst, der zumindest ein Steuersignal an zumindest eine zu steuernde Vorrichtung des Spindelaggregats ausgibt, wobei das Steuersignal anhand der in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeicherten Steuerdaten erzeugt wird. Ein derartiger Steuersignalgeber gewährleistet also, dass die jeweiligen Steuerdaten auch eine entsprechende, korrekte Steuerung des Spindelaggregats nach sich ziehen. In welcher Form das Steuersignal erzeugt wird, ist grundsätzlich beliebig. Vorteilhaft kann aber sein, wenn das Steuersignal in Form eines elektrischen Signals vorliegt, welches wiederum durch ein Steuerglied an der zu steuernden Vorrichtung des Spindelaggregats in eine tatsächliche Steuerungshandlung umgewandelt wird. Beispielsweise kann das elektrische Steuersignal, welches anhand der in der Steuerdatenspeichervorrichtung gespeicherten Steuerdaten von einem Steuersignalgeber erzeugt wird, an einem elektromagnetisch gesteuerten Ventilsteuerglied eines pneumatischen Stellzylinders einer Axialstellvorrichtung das Öffnen und Schließen des Druckluftventils verursachen und damit das Belüften und/oder Entlüften des pneumatischen Zylinders bewirken. Als Signalgeber kann beispielsweise ein Mikrokontroller vorgesehen sein.In order to ensure control by the control unit of the spindle assembly, it is particularly advantageous if the control device comprises at least one signal generator which outputs at least one control signal to at least one device to be controlled spindle unit, wherein the control signal is generated based on the control data stored in the control data storage device , Such a control signal generator thus ensures that the respective control data also entail a corresponding, correct control of the spindle aggregate. The form in which the control signal is generated is basically arbitrary. However, it may be advantageous if the control signal is in the form of an electrical signal, which in turn is converted by a control member on the device to be controlled spindle unit into an actual control action. For example, the electrical control signal, which is generated from a control signal generator based on the control data stored in the control data storage device, on an electromagnetically controlled valve control member of a pneumatic actuating cylinder of a Axialstellvorrichtung cause the opening and closing of the compressed air valve, thus causing the venting and / or venting of the pneumatic cylinder. As a signal generator, for example, a microcontroller may be provided.

Um eine Rückmeldung der modularisierten Steuerung des Spindelaggregats zu ermöglichen, sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spindelaggregats vor, dass das Spindelaggregat zumindest einen Sensor umfasst, welcher zur Erfassung von Betriebszuständen des Spindelaggregats und zur Ausgabe eines Betriebssignals eingerichtet ist.In order to enable feedback of the modularized control of the spindle unit, an advantageous embodiment of the spindle unit according to the invention provides that the spindle unit comprises at least one sensor which is set up for detecting operating states of the spindle unit and for outputting an operating signal.

Welche Betriebszustände von dem zumindest einen Sensor dabei erfasst werden, ist grundsätzlich beliebig. Vorteilhafterweise werden aber Betriebszustände, wie die Betriebstemperatur, an verschiedenen Stellen des Spindelaggregats erfasst und von dem Sensor ausgegeben. Die Ausgabe der Betriebszustände durch den Sensor erfolgt dabei vorteilhafterweise ebenfalls in Form eines elektrischen Betriebssignals. In welcher Form die Betriebszustände mittels des elektrischen Betriebssignals ausgegeben werden, ist dabei beliebig. Es kann aber vorgesehen sein, dass das elektrische Betriebssignal eine variable Spannung aufweist. Die Erfassung von Betriebszuständen und die Ausgabe von korrespondierenden Betriebssignalen eignen sich dabei insbesondere für die Überwachung des Spindelaggregats während des Betriebs sowie für die Wartung von Spindelaggregaten bei einer Störung oder einem Ausfall.Which operating states are detected by the at least one sensor is basically arbitrary. Advantageously, however, operating states, such as the operating temperature, are detected at different points of the spindle aggregate and output by the sensor. The output of the operating states by the sensor takes place advantageously also in the form of an electrical operating signal. The form in which the operating states are output by means of the electrical operating signal is arbitrary. However, it can be provided that the electrical operating signal has a variable voltage. The capture of Operating states and the output of corresponding operating signals are particularly suitable for monitoring the spindle unit during operation and for the maintenance of spindle units in the event of a fault or failure.

Um auch eine Modularisierung der Betriebszustandserfassung zu ermöglichen, sieht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Steuervorrichtung zumindest einen Betriebssignaleingang umfasst, welcher zur Aufnahme von Betriebssignalen, insbesondere zur Aufnahme von mit zumindest einem Sensor ausgegebenen Betriebsignalen, eingerichtet ist. Durch die Weiterleitung der erfassten Betriebssignale an die Steuervorrichtung wird ihr eine noch wichtigere Funktion in der Modularisierung der Spindelaggregate zugewiesen.In order to also enable a modularization of the operating state detection, a particularly advantageous embodiment provides that the control device comprises at least one operating signal input which is set up for receiving operating signals, in particular for receiving operating signals output with at least one sensor. By forwarding the detected operating signals to the control device it is assigned an even more important function in the modularization of the spindle units.

Die mit einem Sensor erfassten und an die Steuervorrichtung weitergeleiteten Betriebsignale können beispielweise zur Online-Überwachung der Spindelaggregate bzw. der Mehrfachspindel-Betriebsköpfe verwendet werden. Da eine derartige Online-Überwachung aber umständlich und bei ordnungsgemäßem Betrieb der Spindelaggregate kaum nötig ist, sieht eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Spindelaggregate vor, dass die Betriebssignale des zumindest einen Sensors mittels einer Betriebssignalumwandlungsvorrichtung der Steuervorrichtung in Betriebsdaten umgewandelt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Umwandlung in Betriebsdaten in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand erfolgt, den der entsprechende Sensor erfasst bzw. der mittels des Betriebssignals ausgegeben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass für einen Sensor, der beispielsweise die Temperatur einer Komponente des Spindelaggregats erfasst und mittels eines elektrischen Betriebssignals ausgibt, die Umwandlung derart erfolgt, dass die entstehenden Werte bzw. Betriebsdaten der jeweiligen Temperatur entsprechen oder dieser zumindest zugeordnet werden können. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass der erfassten und übermittelten Temperatur ein binär codierter Wert zugewiesen wird, der die gemessene Temperatur beschreibt. Weitere Betriebdaten, die mittels durch die Betriebssignale von Sensoren erfasst werden können, sind beispielsweise Betriebsstunden des Spindelaggregats bzw. dessen Komponenten, Überlasten, Anzahl an Lastzyklen, Anzahl der Ausstellvorgänge sowie Änderungen der gespeicherten bzw. verwendeten Steuerdaten. Durch die Erfassung derartiger Betriebsdaten wird eine Aussage über die Bedingungen des Einsatzes des Spindelaggregats und die aufgetretenen Fehler ermöglicht.The detected with a sensor and forwarded to the control device operating signals can be used, for example, for online monitoring of the spindle units or the multi-spindle operating heads. However, since such on-line monitoring is cumbersome and hardly necessary with proper operation of the spindle units, an advantageous embodiment of the spindle units according to the invention provides that the operating signals of the at least one sensor are converted into operating data by means of an operating signal conversion device of the control device. It is provided that the conversion into operating data takes place as a function of the respective operating state, which the corresponding sensor detects or which is output by means of the operating signal. In other words, this means that, for a sensor which detects, for example, the temperature of a component of the spindle assembly and outputs it by means of an electrical operating signal, the conversion takes place in such a way that the resulting values or operating data correspond to or can at least be assigned to the respective temperature , It can thus be provided, for example, that the detected and transmitted temperature is assigned a binary coded value which describes the measured temperature. Further operating data that can be detected by means of the operating signals from sensors, for example, operating hours of the spindle unit or its components, overloads, number of load cycles, number of Ausstellvorgänge and changes in the stored or used control data. By recording such operating data, a statement about the conditions of use of the spindle unit and the errors that have occurred is made possible.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung zumindest eine Betriebsdatenspeichervorrichtung umfasst, welche zum Speichern von mit zumindest einem Betriebsdateneingang aufgenommenen Betriebsdaten eingerichtet ist, wobei insbesondere kritische Betriebsdaten in der Betriebsdatenspeichereinrichtung gespeichert werden. Dies erhöht zudem die Modularität der Spindelaggregate und macht Betriebsdatenübertragungseinrichtungen, wie beispielsweise Kabel, die zur Übertragung der Betriebsdaten an eine externe Überwachungseinrichtung nötig sind, überflüssig. Ein weiterer Vorteil der modularen Speicherung der Betriebsdaten im Betriebsdatenspeicher der Steuervorrichtung liegt darin, dass die Betriebsdaten in einer körperlichen Einheit mit dem Spindelaggregat verbunden sind bzw. in einer körperlichen Einheit vorliegen. Dies bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die mittelbar mit dem Betrieb der Spindelaggregate verknüpft sind.Furthermore, it can be provided that the control device comprises at least one operating data storage device which is set up for storing operating data recorded with at least one operating data input, in particular critical operating data being stored in the operating data storage device. This also increases the modularity of the spindle units and eliminates the need for operational data transfer devices, such as cables, necessary to transfer operating data to an external monitoring device. A further advantage of the modular storage of the operating data in the operating data memory of the control device is that the operating data in a physical unit are connected to the spindle unit or are present in a physical unit. This offers a multitude of advantages that are indirectly linked to the operation of the spindle units.

Beispielsweise liegen bei der Wartung von Spindelaggregaten die entsprechenden Betriebsdaten, die für die Wartung äußerst aufschlussreich sein können, zusammen mit dem jeweils zu wartenden Spindelaggregat vor. Die Zuordnung eines Spindelaggregats zu extern gespeicherten Betriebsdaten, welche in vielerlei Hinsicht fehleranfällig ist, kann durch die modularisierte Speicherung der Betriebsdaten entfallen. Fehlerquellen, die bei der Zuordnung zwischen extern gespeicherten Betriebsdaten zu einem Spindelaggregat auftreten können, sind beispielsweise fehlerhafte Adressierung des Spindelaggregats bei der Speicherung der Betriebsdaten, fehlerhafter Anschluss des Spindelaggregats an die externe Betriebsdatenspeichereinrichtung sowie Störungen und Defekte der externen Betriebsdatenspeichereinrichtung.For example, in the maintenance of spindle units, the corresponding operating data, which can be extremely informative for maintenance, together with the spindle unit to be serviced in each case. The assignment of a spindle unit to externally stored operating data, which is error-prone in many respects, can be omitted by the modularized storage of operating data. Sources of error that may occur in the assignment between externally stored operating data to a spindle unit, for example, incorrect addressing of the spindle unit in the storage of operating data, incorrect connection of the spindle unit to the external operating data storage device and faults and defects of the external operating data storage device.

Ein weiterer Vorteil erwächst daraus, dass in der Betriebsdatenspeichereinrichtung ausschließlich kritische Betriebsdaten gespeichert werden können. Die Einstufung in kritische bzw. unkritische Betriebsdaten kann dabei anhand von vordefinierten Grenzwerten für die jeweiligen Betriebsparameter erfolgen. Die so gespeicherten kritischen Betriebsdaten sind von besonderer Bedeutung im Fall einer Störung des Spindelaggregats und/oder einer durchzuführenden Wartung, da diese insbesondere die Abweichung des Betriebs des Spindelaggregats von einem Normal- oder Sollzustand festhalten.Another advantage arises from the fact that only critical operating data can be stored in the operating data storage device. The classification into critical or uncritical operating data can take place on the basis of predefined limit values for the respective operating parameters. The thus stored critical operating data are of particular importance in the event of a malfunction of the spindle unit and / or a maintenance to be performed, as these particular hold the deviation of the operation of the spindle unit of a normal or desired state.

Um sowohl den Betrieb der erfindungsgemäßen Spindelaggregate als auch deren Wartung durch eine erhöhte Modularität weiter zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die elektronische Steuervorrichtung zumindest einen Betriebsdatenausgang umfasst, welcher zur Ausgabe von in der Betriebsdatenspeichervorrichtung gespeicherten Betriebsdaten eingerichtet ist. Damit wird ermöglicht, dass bei turnusgemäßen Überprüfungen der Spindelaggregate oder bei defektbedingten Wartungen die gespeicherten Betriebsdaten, insbesondere die gespeicherten kritischen Betriebsdaten, schnell und einfach zugänglich gemacht werden können. Die dadurch erzeugte modulare Auslesbarkeit von Betriebsdaten eines Spindelaggregats hat den Vorteil, dass jeweils am physikalischen Aufenthaltsort des Spindelaggregats auf die Betriebsdaten zugegriffen werden kann. Dies gilt sowohl während des Betriebs als auch außerhalb des Betriebs bei Überprüfungs- und oder Wartungstätigkeiten.In order to further improve both the operation of the spindle units according to the invention and their maintenance by increased modularity, it can be provided that the electronic control device comprises at least one operating data output which is set up for outputting operating data stored in the operating data storage device. This makes it possible that at regular checks of the spindle units or in case of defect-related maintenance, the stored operating data, in particular the stored critical operating data, can be made quickly and easily accessible. The result generated modular readability of operating data of a spindle unit has the advantage that each can be accessed at the physical location of the spindle unit to the operating data. This applies both during operation and during operation during inspection and / or maintenance activities.

Zu einer weiteren Modularisierung der erfindungsgemäßen Spindelaggregate ist vorgesehen, dass das Lebenszyklusmanagement eines Spindelaggregats ebenfalls in modularisierter Form vorgenommen wird. Unter dem Begriff des Lebenszyklusmanagements kann dabei die Aufzeichnung und Nachvollziehbarkeitsermöglichung aller Tätigkeiten verstanden werden, die an und/oder mit einem Spindelaggregat durchgeführt werden. Dazu gehören in besonderer Weise durchgeführte Wartungstätigkeiten einschließlich eventuell ersetzter Komponenten, aber auch Schreibe- und Lesevorgänge auf die Steuervorrichtung und den darin umfassten Speichervorrichtungen. Deshalb sieht eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spindelaggregate vor, dass die Steuervorrichtung zumindest einen Wartungsdateneingang umfasst, welcher zur Aufnahme von Wartungsdaten eingerichtet ist. Dadurch wird die Voraussetzung für die Modularisierung von Lebenszyklusinformationen geschaffen.For a further modularization of the spindle units according to the invention, it is provided that the life cycle management of a spindle unit is also carried out in a modularized form. The term life cycle management can be understood to mean the recording and traceability of all activities that are performed on and / or with a spindle aggregate. This includes maintenance work performed in a special manner, including possibly replaced components, but also write and read operations on the control device and the memory devices included therein. Therefore, an advantageous embodiment of the spindle units according to the invention provides that the control device comprises at least one maintenance data input, which is set up to receive maintenance data. This creates the prerequisite for modularizing lifecycle information.

Um eine modularisierte Bevorratung von Wartungsdaten zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung eine Wartungsdatenspeichervorrichtung umfasst, welche zum Speichern von mittels zumindest einem Wartungsdateneingang aufgenommenen Wartungsdaten eingerichtet ist. Damit können Lebenszyklusmanagementdaten, insbesondere Wartungsdaten des Spindelaggregats, in einer körperlichen Einheit mit dem Spindelaggregat bevorratet werden. Auch diese Modularisierung der Wartungsdaten bringt die Vorteile mit sich, die im Zusammenhang mit den oben angeführten Datenmodularisierungen, wie beispielsweise der Modularisierung der Steuerdaten oder der Modularisierung der Betriebsdaten, bereits genannt wurden. Insbesondere kann der Lebenszyklus jedes Spindelaggregats dokumentiert und verfolgt werden. Dies bietet insbesondere Vorteile im Bezug auf Wartungsarbeiten an dem jeweiligen Spindelaggregat. Anhand der Wartungsdaten kann eine Übersicht über durchgeführte Wartungsarbeiten, Austausch von Komponenten bzw. Teilen oder die Durchführung von Reparaturvorgängen erstellt werden.In order to enable a modularized storage of maintenance data, it is provided that the control device comprises a maintenance data storage device which is set up for storing maintenance data recorded by means of at least one maintenance data input. This allows life cycle management data, in particular maintenance data of the spindle unit, to be stored in a physical unit with the spindle unit. Also, this modularization of maintenance data brings with it the advantages already mentioned in connection with the above-mentioned data modularizations, such as the modularization of the control data or the modularization of the operating data. In particular, the life cycle of each spindle aggregate can be documented and tracked. This offers particular advantages in terms of maintenance on the respective spindle unit. The maintenance data can be used to provide an overview of the maintenance performed, the replacement of components or parts or the execution of repair operations.

Außerdem können die Wartungsdaten auch dafür genutzt werden, den Einsatz der jeweiligen Spindelaggregate zu optimieren. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass ein Spindelaggregat, welches kritische Komponenten enthält, wie beispielsweise besonders neue Austauschteile oder am Rande ihrer Lebensdauer befindliche Teile, nicht oder nicht mehr für besonders für diese Teile belastende Betriebsarten verwendet wird. Mit anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass anhand von Wartungsdaten eine präventive Ausfallerkennung bzw. Ausfallvermeidung ermöglicht wird. Eine derartige, präventive Einsatzoptimierung ist grundsätzlich auch bei einer externen Speicherung von Wartungsdaten möglich. Es ergibt sich jedoch bei externer Speicherung der Wartungsdaten eine Vielzahl von Fehlerquellen, die zu einer Verwechslung bzw. nicht eindeutigen Zuordnung zwischen Wartungsdaten und einem entsprechenden Spindelaggregat führen können. Dadurch tritt erneut der besondere Vorteil der gesteigerten Modularisierung in vielfältiger Hinsicht für die Spindelaggregate zutage.In addition, the maintenance data can also be used to optimize the use of the respective spindle units. For example, it can be provided that a spindle unit, which contains critical components, such as, for example, particularly new replacement parts or parts located at the edge of their service life, is not or no longer used for operating modes which are especially stressful for these parts. In other words, this means that on the basis of maintenance data, a preventive failure detection or failure prevention is made possible. Such a preventive deployment optimization is basically also possible with an external storage of maintenance data. However, external storage of the maintenance data results in a multiplicity of error sources which can lead to a confusion or ambiguous assignment between maintenance data and a corresponding spindle aggregate. As a result, the special advantage of the increased modularity in many respects again comes to light for the spindle units.

Um die Wartungsdaten zugänglich zu machen, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die elektronische Steuervorrichtung zumindest einen Wartungsdatenausgang umfasst, welcher zur Ausgabe von in der Wartungsdatenspeichervorrichtung gespeicherten Wartungsdaten eingerichtet ist. An wen/was oder zu welchem Zweck die Wartungsdaten dabei ausgegeben werden, ist grundsätzlich beliebig. Es bietet sich jedoch besonders an, dass die Ausgabe der Wartungsdaten im Zusammenhang mit weiteren Wartungstätigkeiten ermöglicht bzw. durchgeführt wird oder dass die Ausgabe von Wartungsdaten an eine übergeordnete Zahlungsvorrichtung erfolgt. Die Tatsache, dass über den Wartungsdatenausgang die in der Wartungsdatenspeichervorrichtung gespeicherten Wartungsdaten jeweils an dem Ort ausgegeben werden können, an dem sich das jeweilige Spindelaggregat befindet, ist ebenfalls eine besonders vorteilhafte Auswirkunge der Wartungsdatenmodularisierung.In order to make the maintenance data accessible, it is provided in an advantageous embodiment that the electronic control device comprises at least one maintenance data output, which is set up for outputting maintenance data stored in the maintenance data storage device. To whom / what or for what purpose the maintenance data are spent is basically arbitrary. However, it is particularly appropriate that the issue of the maintenance data in connection with further maintenance activities is enabled or carried out or that the output of maintenance data to a higher-level payment device takes place. The fact that the maintenance data output stored in the maintenance data storage device via the maintenance data output can be output in each case at the place where the respective spindle unit is, is also a particularly advantageous effect of the maintenance data modularization.

Für den Bedienkomfort eines erfindungsgemäßen Spindelaggregats ist es äußerst abträglich, wenn die verschiedenen Datenein- und ausgänge der Steuervorrichtung des vorgeschlagenen Spindelaggregats so ausgeführt sind, dass ein Lesevorgang aus einem zugeordneten Speicher oder ein Schreibvorgang auf einen zugeordneten Speicher mit einer jeweils eigenen physikalischen Verbindung zu dem jeweiligen Eingang oder Ausgang durchzuführen ist.For the ease of use of a spindle assembly according to the invention, it is extremely detrimental if the various data inputs and outputs of the control device of the proposed spindle unit are designed so that a read from an associated memory or a write to an associated memory with its own physical connection to the respective Input or output is to perform.

Der Bedienerkomfort wird deshalb erheblich gefördert, wenn die Steuervorrichtung zumindest eine Schnittstelle umfasst, die zum Einlesen von Daten in und/oder zum Auslesen von Daten in zumindest einen Dateneingang bzw. aus zumindest einem Datenausgang eingerichtet ist. Damit kann im besten Fall jede Arbeit, die die Einbeziehung der Steuervorrichtung beinhaltet, über ein einheitliches System erfolgen. Dies gilt sowohl für Tätigkeiten, die sich auf den Betrieb des Spindelaggregats und dadurch auf Tätigkeiten im Zusammenhang mit Steuerdaten beziehen, als auch für Tätigkeiten, die im Allgemeinen nur mittelbar mit dem Betrieb des Spindelaggregats in Verbindung stehen. Letztere Tätigkeiten können beispielsweise ein Schreiben und/oder Lesen von Betriebsdaten und/oder Wartungsdaten erfordern. In einer beispielhaften Ausführung kann die Schnittstelle zum Beispiel in Form einer Steckeraufnahme ausgestaltet sein. Die Steckeraufnahme kann dabei in Form einer normierten, weit verbreiteten Standardaufnahme, wie beispielsweise einer USB-Aufnahme, ausgestaltet sein, so dass auf die Schnittstelle mit einem gewöhnlichen USB-Stecker zugegriffen bzw. eine Verbindung zu der Schnittstelle hergestellt werden kann. Alternativ dazu sind natürlich auch andere Schnittstellen denkbar. In einer beispielhaften Ausführung kann zudem vorgesehen sein, dass drahtlos auf die Schnittstelle zugegriffen werden kann.The operator comfort is therefore considerably promoted if the control device comprises at least one interface which is set up for reading data into and / or for reading data into at least one data input or from at least one data output. Thus, in the best case, any work involving the incorporation of the control device can be done through a unified system. This applies both to activities relating to the operation of the spindle unit and thereby to activities related to control data and to activities which are generally only indirectly related to the operation of the spindle unit in Connection stand. The latter activities may require, for example, a writing and / or reading of operating data and / or maintenance data. In an exemplary embodiment, the interface can be designed, for example, in the form of a plug receptacle. The plug receptacle can be designed in the form of a standardized, widespread standard recording, such as a USB recording, so that the interface can be accessed with an ordinary USB plug or a connection to the interface can be established. Alternatively, of course, other interfaces are conceivable. In an exemplary embodiment, it can also be provided that the interface can be accessed wirelessly.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass eine bidirektionale Kommunikation zwischen der elektrischen Steuervorrichtung und einer weiteren gegenüber dem Spindelaggregat externen Einrichtung ermöglicht wird. Dies kann vorteilhaft mittels einer oben beschriebenen Schnittstelle erreicht werden, wobei die bidirektionale Kommunikation keineswegs auf das Vorhandensein einer solchen Schnittstelle angewiesen ist. Auch alternative technische Vorrichtungen sind in der Lage, eine grundsätzlich bidirektionale Kommunikation zwischen der Steuervorrichtung und einer weiteren gegenüber dem Spindelaggregat externen Einrichtung sicherzustellen. Als externe Einrichtung kann dabei eine dem einzelnen Spindelaggregat übergeordnete externe Maschinensteuervorrichtung gesehen werden. Aber auch eine Vorrichtung, die zum Lesen und Schreiben von beispielsweise Wartungsdaten eingerichtet ist, kann eine derartige externe Einrichtung darstellen.A further aspect of the present invention is that a bidirectional communication between the electric control device and another with respect to the spindle unit external device is made possible. This can be achieved advantageously by means of an interface described above, wherein the bidirectional communication is by no means dependent on the presence of such an interface. Alternative technical devices are also able to ensure basically bidirectional communication between the control device and another device that is external to the spindle aggregate. In this case, an external machine control device which is superordinate to the individual spindle aggregate can be considered an external device. However, a device which is set up for reading and writing maintenance data, for example, may also represent such an external device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuervorrichtung des Spindelaggregats zumindest einen Mikrocontroller umfasst. Durch den Einsatz eines Mikrocontrollers können dabei mehrere Funktionalitäten der Steuervorrichtung vorteilhaft unterstützt oder koordiniert oder ausgeführt werden. Beispielsweise kann mittels eines Mikrocontrollers die Erfassung und/oder Verarbeitung von Betriebsdaten erfolgen, wobei beispielsweise das Ablegen von aufgenommenen Betriebsdaten in den oder die jeweiligen Speicher vom Mikrocontroller koordiniert und bzw. ausgeführt werden kann. Eine weitere mögliche Verwendung kann ein Mikrocontroller bei der Erzeugung des zumindest einen Steuersignals finden. Beispielsweise kann der Steuersignalgeber das Steuersignal in Abhängigkeit vom Zeitsignal (Clock) des Mikrocontrollers erzeugen.According to a further embodiment it is provided that the control device of the spindle aggregate comprises at least one microcontroller. By using a microcontroller, several functionalities of the control device can advantageously be supported or coordinated or executed. For example, the detection and / or processing of operating data can take place by means of a microcontroller, wherein, for example, the storage of recorded operating data in the respective memory or memory can be coordinated by the microcontroller and / or executed. Another possible use may be found by a microcontroller in generating the at least one control signal. For example, the control signal generator can generate the control signal as a function of the time signal (clock) of the microcontroller.

Weiter ist vorgesehen, dass die elektronische Steuervorrichtung in ein Gehäuse des Spindelaggregats integrierbar ist, wobei das Gehäuse so ausgeführt ist, dass mehrere Spindelaggregate zu einem Mehrfachspindel-Bearbeitungskopf mit einem Rastermaß von 16 mm oder einem Vielfachen von 16 mm kombiniert werden können. Die Integrierung der Steuervorrichtung in ein Gehäuse führt einerseits zu einer vorteilhaften körperlichen Verbindung der Steuervorrichtung mit dem Spindelaggregat und andererseits zu einem Schutz der Steuervorrichtung bzw. der Komponenten der Steuervorrichtung vor Umwelteinflüssen. Insbesondere bei der Bearbeitung von Platten aus Holz oder einem anderen Material mit einem Mehrfachspindel-Bearbeitungskopf können die Umwelteinflüsse, wie beispielsweise Späne, Staub, Kühlflüssigkeiten, Betriebsmittel und dergleichen, einen erheblichen schädigenden Einfluss auf die elektronische Steuervorrichtung ausüben, vor denen die Steuervorrichtung durch Integration in ein Gehäuse geschützt werden kann. Die Dimensionierung des Gehäuses ist dabei insbesondere so ausgeführt, dass ein übliches Spindelaggregatrastermaß von 16 mm, 32 mm, oder einem Vielfachen von 16 mm, welches insbesondere Standard zur Kombination von Spindelaggregaten zur Bildung von Mehrfachspindel-Bearbeitungsköpfen in der Holzbearbeitung sowie in der Holzverarbeitung ist, gewährleistet wird.It is further provided that the electronic control device can be integrated in a housing of the spindle assembly, wherein the housing is designed so that several spindle units can be combined to form a multi-spindle machining head with a pitch of 16 mm or a multiple of 16 mm. The integration of the control device in a housing leads on the one hand to an advantageous physical connection of the control device with the spindle unit and on the other hand to a protection of the control device or the components of the control device from environmental influences. In particular, in the processing of slabs of wood or other material with a multi-spindle machining head, the environmental influences, such as chips, dust, coolants, equipment and the like, exert a significant damaging effect on the electronic control device, before which the control device by integration in a housing can be protected. The dimensioning of the housing is in particular designed so that a usual Spindelaggregatrastermaß of 16 mm, 32 mm, or a multiple of 16 mm, which is in particular standard for the combination of spindle units for forming multi-spindle machining heads in woodworking and in woodworking, is guaranteed.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die elektronische Steuervorrichtung in ein Gehäuseteil integriert ist, welches das Spindelaggregat an dem der Antriebsspindel abgewandten Ende des Spindelaggregats umschließt, wobei das Gehäuseteil, in welches die Steuervorrichtung integriert ist, eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner oder gleichgroß ist, wie die Querschnittsfläche eines der Antriebsspindel zugewandten Gehäuseteils. Der Begriff der Querschnittsfläche bezieht sich dabei auf eine Fläche, die im rechten Winkel zur Achse der Antriebsspindel bzw. der Axialstellvorrichtung verläuft. Eine derartige Kombination von Gehäuseteilen bzw. deren Abmessungen ermöglicht eine besonders vorteilhafte Verbindung der Gehäuseteile. Außerdem wird dadurch gewährleistet, dass das Gehäuseteil, in welches die Steuervorrichtung integrierbar ist, die anhand der gewünschten Rastermaße dimensionierten Abmessungen der restlichen Gehäuseteile nicht übersteigt.In a further embodiment, it is provided that the electronic control device is integrated in a housing part, which encloses the spindle unit on the end remote from the drive spindle end of the spindle unit, wherein the housing part, in which the control device is integrated, has a cross-sectional area which is smaller or equal like the cross-sectional area of a housing part facing the drive spindle. The term cross-sectional area refers to a surface which runs at right angles to the axis of the drive spindle or the axial adjustment device. Such a combination of housing parts or their dimensions allows a particularly advantageous connection of the housing parts. In addition, this ensures that the housing part into which the control device can be integrated does not exceed the dimensions of the remaining housing parts which are dimensioned on the basis of the desired grid dimensions.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.Various embodiments of the invention are shown schematically in the drawings and are explained below by way of example.

Es zeigen:Show it:

1 eine erste Ausführungsform eines Spindelaggregats in perspektivischer Ansicht; 1 a first embodiment of a spindle unit in a perspective view;

2 ein Ausschnitt des Spindelaggregates gemäß der ersten Ausführungsform; 2 a section of the spindle unit according to the first embodiment;

3 eine schematisierte Darstellung einer Steuervorrichtung. 3 a schematic representation of a control device.

1 zeigt die Gesamtheit eines erfindungsgemäßen Spindelaggregats 01, welches zwei Antriebsspindeln 02 umfasst, die am unteren Ende jeweils eine Werkzeugaufnahme 03 aufweisen. Das Spindelaggregat 01 wird dabei von einem unteren, den Antriebsspindeln zugewandten Gehäuseteil 04 und einem oberen den Antriebsspindeln abgewandten Gehäuseteil 05 umschlossen. Die Antriebsspindel 01 ist dabei an einem Modulträger 06 angebracht, der zur Aufnahme bzw. Befestigung weiterer Antriebsspindeln eingerichtet ist und damit bei der Erstellung eines Mehrfachspindel-Bearbeitungskopfes Anwendung finden kann. Durch die unterschiedlich axiale Stellung der Antriebsspindeln 02 wird verdeutlicht, dass die Antriebsspindeln axial mittels einer Axialstellvorrichtung verstellbar sind. 1 shows the entirety of a spindle unit according to the invention 01 , which has two drive spindles 02 includes, at the bottom of each a tool holder 03 exhibit. The spindle unit 01 is doing of a lower, the drive spindles facing housing part 04 and an upper side facing away from the drive spindles housing part 05 enclosed. The drive spindle 01 is on a module carrier 06 mounted, which is adapted for receiving or fastening further drive spindles and thus can be used in the creation of a multi-spindle machining head application. Due to the different axial position of the drive spindles 02 illustrates that the drive spindles are axially adjustable by means of a Axialstellvorrichtung.

Zudem sind die Antriebsspindeln 02 mittels eines Antriebsmotors rotatorisch antreibbar. Wie an dem Übergang zwischen dem unteren Gehäuseteil 04 und dem oberen Gehäuseteil 05 ersichtlich, ist die Querschnittsfläche des oberen Gehäuseteils 05 kleiner als die Querschnittsfläche des unteren Gehäuseteils 04. Dies ermöglicht einerseits eine einfache Verbindung zwischen den Gehäuseteilen 04 und 05 und gewährleistet darüber hinaus, dass das Rastermaß der Antriebsspindeln, welches auch durch die Querschnittsfläche des unteren Gehäuseteils 04 bedingt ist, nicht durch das obere Gehäuseteil 05 beeinträchtigt wird.In addition, the drive spindles 02 rotatably driven by means of a drive motor. As at the transition between the lower housing part 04 and the upper housing part 05 can be seen, is the cross-sectional area of the upper housing part 05 smaller than the cross-sectional area of the lower housing part 04 , This allows on the one hand a simple connection between the housing parts 04 and 05 and further ensures that the pitch of the drive spindles, which also by the cross-sectional area of the lower housing part 04 is conditional, not through the upper housing part 05 is impaired.

In 1 ist eine exemplarische Aussparung im oberen Gehäuseteil 05 erkennbar, die es ermöglicht, die innenliegenden Komponenten im Inneren des Spindelaggregats im Bereich der Aussparung des oberen Gehäuseteils 05 darzustellen. Dabei ist die Steuervorrichtung 07 erkenntlich, die in das obere Gehäuseteil 05 integrierbar ist.In 1 is an exemplary recess in the upper housing part 05 recognizable, which makes it possible, the internal components in the interior of the spindle assembly in the region of the recess of the upper housing part 05 display. In this case, the control device 07 recognizable, in the upper housing part 05 is integrable.

Zur besseren Veranschaulichung ist der Bereich der Aussparung im oberen Gehäuseteil 05, der in der 1 durch ein „X” gekennzeichnet ist, vergrößert in 2 dargestellt. Darin ist erneut die elektronische Steuervorrichtung 08 zu erkennen. Die Steuervorrichtung besteht dabei aus einer Vielzahl elektronischer Komponenten, die auf einer elektronischen Leiterplatte 09 verankert bzw. kontaktiert sind. Eine Verbindung zwischen der Steuervorrichtung 08 und dem oberen, der Antriebsspindel abgewandten Gehäuseteil 10 wird über eine Verbindungsvorrichtung 11 hergestellt, die die Leiterplatte 09 der Steuervorrichtung 08 mit dem oberen Gehäuseteil 10 verbindet. Die Steuervorrichtung 08 ist dabei Ausgangspunkt für eine Vielzahl von Neuerungen, die allesamt die Modularität des Spindelaggregats 01 erhöhen, und damit zu einer flexibleren Handhabung, Bedienung und Steuerung des Spindelaggregats beitragen.For better illustration, the area of the recess in the upper housing part 05 , the Indian 1 marked by an "X", magnified in 2 shown. This is again the electronic control device 08 to recognize. The control device consists of a large number of electronic components that are on an electronic circuit board 09 anchored or contacted. A connection between the control device 08 and the upper, the drive spindle facing away from the housing part 10 is via a connection device 11 made the circuit board 09 the control device 08 with the upper housing part 10 combines. The control device 08 This is the starting point for a large number of innovations, all of which are the modularity of the spindle unit 01 increase the flexibility of handling, operation and control of the spindle unit.

3 zeigt eine schematische Darstellung der Steuervorrichtung 12 sowie eine davon gesteuert Axialstellvorrichtung 13. Mittels eines Steuerdateneingangs 14 können Steuerdaten in die Steuervorrichtung 12 eingelesen und auf der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 gespeichert werden. Die Steuerdaten können dabei so ausgestaltet bzw. formuliert sein, dass sie eine möglichst geringe Datenmenge benötigen. Dadurch wird die Übertragung der Steuerdaten und die Speicherung der Steuerdaten positiv beeinflusst. Die auf der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 gespeicherten Steuerdaten können über einen Steuerdatenausgang 16 aus der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 ausgelesen werden. Damit wird ermöglicht, dass die Steuervorrichtung 12 eine Vielzahl von Steuerdatensätzen in der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 permanent oder zumindest zeitweise bevorratet, wobei jederzeit neue oder zusätzliche Steuerdatensätze über den Steuerdateneingang 14 eingegeben oder die auf der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 gespeicherten Steuerdatensätze mittels des Steuerdatenausgangs 16 ausgelesen werden können. Beispielsweise ist denkbar, dass es sich beim Bohren von Löchern, in die später Dübel eingesetzt werden sollen, um eine typische Standardbetriebsart eines Spindelaggregats handelt. Die Steuerdaten, die für eine solche Betriebsart benötigt werden, können also auf der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 gespeichert werden. Wenn man von der standardmäßigen Speicherung dieser Steuerdaten auf allen Spindelaggregaten absieht, so kann man über den Steuerdatenausgang 16 jederzeit abfragen, welche Steuerdaten derzeit auf der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 vorliegen. 3 shows a schematic representation of the control device 12 and one of them controlled Axialstellvorrichtung 13 , By means of a control data input 14 can control data in the control device 12 read in and on the control data storage device 15 get saved. The control data can be designed or formulated so that they require the smallest possible amount of data. This positively influences the transmission of the control data and the storage of the control data. The on the control data storage device 15 stored control data can via a control data output 16 from the control data storage device 15 be read out. This will allow the control device 12 a plurality of control data sets in the control data storage device 15 stored permanently or at least temporarily, with any time new or additional control records via the control data input 14 entered or on the control data storage device 15 stored control records using the control data output 16 can be read out. For example, it is conceivable that it is a typical standard operating mode of a spindle aggregate when drilling holes in the dowels are to be used later. The control data needed for such an operating mode can thus be stored on the control data storage device 15 get saved. If one disregards the standard storage of these control data on all spindle units, then one can use the control data output 16 at any time query which control data is currently on the control data storage device 15 available.

Anhand eines in der Steuerdatenspeichervorrichtung 15 gespeicherten Steuerdatensatzes, der durch geeignete Maßnahmen als aktiver Steuerdatensatz ausgewählt wird, erzeugt der Steuersignalgeber 17 ein elektrisches Steuersignal, welches über den Steuersignalausgang 18 an das Steuerglied 19 des zu steuernden Axialstellzylinders 13 übertragen wird. Der Steuerdatensatz kann dabei beispielsweise Motorparameter- und/oder Motorkenndaten umfassen. Das Steuerglied 19 kann im Beispiel der 2 als elektromagnetisches Druckluftventil ausgeführt sein, welches das elektrische Steuersignal, das vom Steuersignalgeber 17 erzeugt wird, in eine physikalische Steuerung der Axialstellvorrichtung 13 umsetzt.Based on one in the control data storage device 15 stored control data set, which is selected by suitable measures as an active control data set, generates the control signal generator 17 an electrical control signal, which via the control signal output 18 to the control member 19 of Axialstellzylinders to be controlled 13 is transmitted. The control data set may include, for example, engine parameter and / or engine characteristics. The control element 19 can in the example of the 2 be designed as an electromagnetic compressed air valve, which is the electrical control signal from the control signal generator 17 is generated in a physical control of Axialstellvorrichtung 13 implements.

Ebenfalls beispielhaft an der Kolbenstange der Axialstellvorrichtung 13 angebracht ist der Sensor 20. Dieser beispielhafte Sensor ist dazu eingerichtet einen gewissen Betriebszustand des Spindelaggregats, wie beispielsweise die Temperatur im Spindelaggregat bzw. die Temperatur bestimmter Bestandteile des Spindelaggregats, in Form eines physikalischen Messwertes aufzunehmen, und diesen Messwert in ein elektrisches Betriebssignal bzw. Messsignal umzuwandeln. Das vom Sensor ausgegebene Betriebssignal wird dabei an den Betriebssignaleingang 21 der Steuervorrichtung weitergeleitet.Also exemplified on the piston rod of the axial actuator 13 attached is the sensor 20 , This exemplary sensor is set up to record a certain operating state of the spindle unit, such as the temperature in the spindle unit or the temperature of certain components of the spindle unit, in the form of a physical measured value, and to convert this measured value into an electrical operating signal or measuring signal. The output from the sensor Operating signal is sent to the operating signal input 21 forwarded to the control device.

Die an dem zumindest einen Betriebssignaleingang 21 anliegenden bzw. eingehenden Betriebssignale können vorteilhaft in Betriebsdaten umgewandelt werden. Dazu dient eine Betriebssignalumwandlungsvorrichtung 28, die den jeweiligen Betriebssignalen einen, bevorzugt numerischen, Wert zuweist, der wiederum mit dem durch den Sensor tatsächlich erfassten Betriebszustand verknüpft ist. Von der Betriebssignalumwandlungsvorrichtung können die dort erzeugten Betriebsdaten an eine Betriebsdatenspeichereinrichtung 22 der Steuervorrichtung 12 weitergeleitet werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass nur kritische Betriebsdaten, also Betriebsdaten, die einen Sollwert über- oder unterschreiten bzw. oberhalb oder unterhalb eines Sollbereichs liegen, in der Betriebsdatenspeicheereinrichtung 22 gespeichert werden.The at the at least one operating signal input 21 adjacent or incoming operating signals can be advantageously converted into operating data. This is done by an operating signal conversion device 28 which assigns a value, preferably numerical value, to the respective operating signals, which in turn is linked to the operating state actually detected by the sensor. From the operation signal conversion device, the operation data generated thereon can be sent to an operation data storage device 22 the control device 12 to get redirected. In this case, it may be provided that only critical operating data, that is to say operating data which exceed or fall short of a desired value or are above or below a desired range, are present in the operating data storage device 22 get saved.

Die im Betriebsdatenspeicher 22 gespeicherten Betriebsdaten können über den Betriebsdatenausgang 23 der Steuervorrichtung 12 ausgelesen werden. Des Weiteren umfasst die Steuervorrichtung 12 eine Wartungsdatenspeichervorrichtung 24, die zur Speicherung von Wartungsdaten eingerichtet ist, die über den Wartungsdateneingang 25 aufgenommen werden können. Zudem können die in der Wartungsdatenspeichervorrichtung 24 gespeicherten Wartungsdaten mittels des Wartungsdatenausgangs 26 ausgegeben werden.The in the operating data storage 22 stored operating data can via the operating data output 23 the control device 12 be read out. Furthermore, the control device comprises 12 a maintenance data storage device 24 , which is set up to store maintenance data via the maintenance data input 25 can be included. In addition, those in the maintenance data storage device 24 stored maintenance data by means of the maintenance data output 26 be issued.

Schließlich umfasst die Steuervorrichtung 12 eine Schnittstelle 27, über die auf die Eingänge, wie beispielsweise den Wartungsdateneingang 25 oder den Steuerdateneingang 14 und auf die Datenausgänge, wie beispielsweise auf den Betriebsdatenausgang 23, den Wartungsdatenausgang 26 und den Steuerdatenausgang 16, in einheitlicher Weise zugegriffen werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt ermöglicht die Schnittstelle 27 eine gemeinsame, einheitliche und bidirektionale Kommunikation zwischen den Ein- und Ausgängen der Steuervorrichtung und einer mit der Schnittstelle in Verbindung stehenden Vorrichtung.Finally, the control device comprises 12 an interface 27 , via which to the inputs, such as the maintenance data input 25 or the control data input 14 and to the data outputs, such as the operating data output 23 , the maintenance data output 26 and the control data output 16 , can be accessed in a uniform way. In other words, the interface allows 27 a common, uniform and bidirectional communication between the inputs and outputs of the control device and an interface-related device.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19822372 A1 [0004]

Claims

Spindle unit ( 01 ) for forming a multi-spindle machining head for a machine tool, wherein the spindle aggregate at least one drive spindle ( 02 ), and wherein the drive spindle ( 02 ) freely rotatable in the spindle unit ( 01 ), and wherein the spindle aggregate ( 01 ) comprises at least one drive motor, with which the drive spindle ( 02 ) is rotationally driven, characterized in that the spindle aggregate ( 01 ) at least one electronic control device ( 07 . 08 . 12 ), which for controlling at least the drive motor of the spindle aggregate ( 01 ) is set up.

Spindle unit according to claim 1, characterized in that the spindle unit ( 01 ) at least one Axialstellvorrichtung ( 13 ), with which the drive spindle ( 02 ) is axially adjustable between a rest position and a use position, wherein the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) for controlling the axial adjustment device ( 13 ) is set up.

Spindle assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one control data input ( 14 ), which is adapted to receive control data, wherein the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one control data storage device ( 15 ), which is used for storing control data, in particular by means of at least one control data input ( 14 ) is set up, and wherein the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one control data output ( 16 ) which is used to output data in the control data storage device ( 15 ) stored control data is set.

Spindle assembly according to claim 3, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one control signal generator ( 17 ), the at least one control signal to at least one device to be controlled spindle unit ( 01 ), wherein the control signal is based on the in a control data storage device ( 15 ) stored control data is generated.

Spindle unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spindle unit ( 01 ) at least one sensor ( 20 ), which for detecting at least one operating state of the spindle assembly ( 01 ) and is set up to output an operating signal.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one operating signal input ( 21 ), which is for receiving operating signals, in particular for receiving at least one sensor ( 20 ) output operating signals, is set up.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one operating signal conversion device ( 28 ), which is set up to convert an operating signal into operating data, wherein the conversion into operating data depends on a sensor ( 20 ) recorded operating state takes place.

Spindle assembly according to claim 7, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one operation data storage device ( 22 ), which is used for storing operating data, in particular by means of at least one operating signal conversion device ( 21 ), wherein in particular critical operating data in the operating data storage device ( 22 ) get saved.

Spindle assembly according to claim 8, characterized in that the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one operating data output ( 23 ) which is used to output data in the operating data storage device ( 22 ) stored operating data is set up.

Spindle unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) a maintenance data input ( 25 ), which is set up to receive maintenance data.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 10, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) a maintenance data storage device ( 24 ), which for storing maintenance data, in particular by means of at least one maintenance data input ( 25 ) recorded maintenance data, is set up.

Spindle assembly according to claim 11, characterized in that the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one maintenance data output ( 26 ) which is used to output data in the maintenance data storage device ( 24 ) stored maintenance data is set up.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 12, characterized in that the control device ( 07 . 08 . 12 ) at least one interface ( 27 ) for reading data into and / or reading data into at least one data input ( 14 . 25 ) or at least one data output ( 16 . 23 . 26 ) is set up.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electronic control device comprises at least one microcontroller.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 14, characterized in that the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) in a housing ( 04 . 05 . 10 ) of the spindle unit is integrated, wherein the housing ( 04 . 05 . 10 ) is designed so that several spindle units ( 01 ) can be combined to form a 16 mm pitch or a 16 mm pitch multiple head.

Spindle assembly according to one of claims 1 to 15, characterized in that the electronic control device ( 07 . 08 . 12 ) in a housing part ( 05 . 10 ) is integrated, which surrounds the spindle unit at the end remote from the drive spindle of the spindle unit, wherein the housing part ( 05 . 10 ), in which the control device is integrated, has a cross-sectional area that is smaller or equal than the cross-sectional area of a drive spindle facing housing part ( 04 ).