DE102011087252B3 - Device for finish machining of ring-shaped workpiece, has support for connection with finishing tool holder, drive unit, oscillation unit and auxiliary drive unit where oscillation unit is connected with support by connecting unit - Google Patents

Device for finish machining of ring-shaped workpiece, has support for connection with finishing tool holder, drive unit, oscillation unit and auxiliary drive unit where oscillation unit is connected with support by connecting unit Download PDF

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Abstract

The device (10) has a support (32) for connection with a finishing tool holder for holding a finishing tool, and with a drive unit (40) for producing a linear oscillating motion of the support, with an oscillation unit having a finishing tool holder for receiving a finishing tool and an auxiliary drive unit for producing a linear oscillating motion of the finishing tool holder. A connecting unit is provided for connecting the oscillation unit with the support.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Finishbearbeitung eines insbesondere ringförmigen Werkstücks, mit einem Träger zur Verbindung mit einem Finishwerkzeughalter zum Halten eines Finishwerkzeugs, und mit einer Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung des Trägers.The invention relates to a device for finish machining a particular annular workpiece, comprising a carrier for connection to a finishing tool holder for holding a finishing tool, and with a drive device for generating a linear oscillatory movement of the carrier.

Die finishende Bearbeitung eines Werkstücks ist ein auch als ”Superfinishen” oder ”Feinstbearbeitungsverfahren” bezeichnetes Verfahren zur Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks. Bei diesem Verfahren wird ein abrasiv wirkendes Finishwerkzeug, beispielsweise ein Finishstein oder ein Finishband, auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gedrückt. Dabei rotiert die zu bearbeitende Werkstückoberfläche. Der Rotation der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche wird eine oszillierende Bewegung überlagert, bei welcher sich das Finishwerkzeug und die zu bearbeitende Werkstückoberfläche in zu der Rotationsachse parallelen oder geneigten Richtungen relativ zueinander bewegen.Finish finishing of a workpiece is a method of surface machining a workpiece, also referred to as "superfinishing" or "microfinishing". In this method, an abrasive finishing tool, such as a finishing stone or a finishing tape, is pressed onto the workpiece surface to be machined. The workpiece surface to be machined rotates. The rotation of the workpiece surface to be machined is superimposed on an oscillating movement, in which the finishing tool and the workpiece surface to be machined move relative to one another in directions parallel or inclined to the axis of rotation.

Vorrichtungen zur finishenden Bearbeitung von Werkstücken sind aus der DE 10 2009 059 991 B1 , der DE 10 2007 054 897 A1 und der DE 198 04 885 A1 bekannt.Devices for finish machining of workpieces are from the DE 10 2009 059 991 B1 , of the DE 10 2007 054 897 A1 and the DE 198 04 885 A1 known.

Zur Bearbeitung von im Profil ungekrümmten Werkstückoberflächen werden sogenannte ”Linearschwinger” verwendet, die eine Antriebseinrichtung aufweisen, welche dazu dient, ein mittels eines Finishwerkzeughalters an einem Träger befestigtes Finishwerkzeug in eine lineare, also ”geradlinige” Oszillationsbewegung zu versetzen. Solche Linearschwinger sind beispielsweise durch die Werkzeugmaschine ”Race 715” der Anmelderin bekannt geworden.For the processing of workpiece surfaces which are not curved in profile, so-called "linear oscillators" are used, which have a drive device which serves to set a finishing tool fastened to a carrier by means of a finishing tool holder into a linear, ie "rectilinear" oscillatory movement. Such linear oscillators have become known, for example, by the machine tool "Race 715" of the applicant.

Es hat sich herausgestellt, dass es wünschenswert ist, mit derselben Vorrichtung sowohl sehr kleine als auch sehr große Werkstücke finishend bearbeiten zu können. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dieselbe Vorrichtung zur finishenden Bearbeitung unterschiedlicher Werkstückgeometrien verwenden zu können. Schließlich werden möglichst kurze Bearbeitungszeiten angestrebt.It has been found that it is desirable to finish with the same device finishing very small as well as very large workpieces. In addition, it is desirable to be able to use the same device for finishing machining of different workpiece geometries. Finally, the shortest possible processing times are sought.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Finishbearbeitung zu schaffen, welche sich zur effizienten Finishbearbeitung von Werkstücken mit voneinander stark abweichenden Abmessungen und/oder Geometrien eignet.On this basis, the present invention has the object to provide a device for finish machining, which is suitable for the efficient finish machining of workpieces with highly divergent dimensions and / or geometries.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Oszillationseinheit, welche eine Finishwerkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Finishwerkzeugs und eine Zusatzantriebseinrichtung zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme aufweist, und durch eine Verbindungseinrichtung zur Verbindung der Oszillationseinheit mit dem Träger.This object is achieved according to the invention by an oscillation unit, which has a finishing tool receptacle for receiving a finishing tool and an additional drive device for generating a linear oscillation movement of the finishing tool receptacle, and by a connecting device for connecting the oscillation unit to the carrier.

Die erfindungsgemäße Finishvorrichtung hat den Vorteil, dass die Vorrichtung unter herkömmlicher Verwendung eines Finishwerkzeughalters zur finishenden Bearbeitung eines Werkstücks verwendet werden kann. Bei dieser Bearbeitung oszilliert der Träger und somit der Finishwerkzeughalter und das an dem Finishwerkzeughalter gehaltene Finishwerkzeug aufgrund einer mittels der Antriebseinrichtung erzeugten Oszillationsbewegung. Auf diese Weise kann durch geeignete Auswahl der Abmessungen des Trägers ein erstes Größen- und/oder Abmessungsspektrum von Werkstücken abgedeckt werden.The finishing device according to the invention has the advantage that the device can be used under the conventional use of a finishing tool holder for finishing machining a workpiece. In this processing, the carrier and thus the finish tool holder and the finishing tool held on the finish tool holder oscillate due to an oscillatory motion generated by the drive means. In this way, by suitable selection of the dimensions of the carrier, a first size and / or dimension spectrum of workpieces can be covered.

Es ist nun aber auch möglich, zusätzlich und insbesondere alternativ zu der Verwendung zu einem Finishwerkzeughalter zum Halten eines Finishwerkzeugs den Träger mit einer Oszillationseinheit zu verbinden, welcher eine Zusatzantriebseinrichtung zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung einer Finishwerkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Finishwerkzeugs aufweist. Die Oszillationseinheit weist also eine eigene Antriebseinheit zur Erzeugung einer Oszillationsbewegung auf, welche die Finishwerkzeugaufnahme der Oszillationseinheit und somit auch das daran oder darin aufgenommene Finishwerkzeug in eine Oszillationsbewegung versetzt. Die Verwendung dieser zusätzlichen Oszillationseinheit hat den Vorteil, dass die während des Betriebs der Zusatzantriebseinrichtung in Schwingung versetzten Massen vergleichsweise klein sind, da der Träger, welcher mit der (Haupt-)Antriebseinrichtung in einer Oszillationsbewegung versetzbar ist, stillstehen kann.However, it is also possible to additionally and in particular as an alternative to the use of a finishing tool holder for holding a finishing tool to connect the carrier with an oscillation unit, which has an additional drive means for generating a linear oscillatory movement of a finishing tool receptacle for receiving a finishing tool. The oscillation unit thus has its own drive unit for generating an oscillatory movement, which sets the finishing tool holder of the oscillation unit and thus also the finishing tool received thereon or in an oscillation movement. The use of this additional oscillation unit has the advantage that the masses oscillated during operation of the auxiliary drive device are comparatively small, since the carrier, which can be displaced with the (main) drive device in an oscillatory motion, can stand still.

Bei Verwendung der Oszillationseinheit kann also ein zweites Abmessungs- und/oder Geometriespektrum von Werkstücken abgedeckt werden, wobei gleichzeitig eine Reduzierung der oszillierenden Massen erreicht wird, wodurch ein Werkstück mit erhöhten Oszillationsfrequenzen bearbeitet werden kann.When using the oscillation unit, therefore, a second dimension and / or geometry spectrum of workpieces can be covered, wherein at the same time a reduction of the oscillating masses is achieved, whereby a workpiece with increased oscillation frequencies can be processed.

Die im Rahmen der vorliegenden Anmeldung gewählten Ausdrücke ”Finishwerkzeughalter” und ”Finishwerkzeugaufnahme” betreffen im Prinzip ähnliche oder gleiche Bauteile oder Baugruppen. Deren unterschiedliche Benennung dient lediglich der besseren Erläuterung der Erfindung.The terms "finish tool holder" and "finish tool holder" used in the present application relate in principle to similar or identical components or assemblies. Their different naming serves only to better explain the invention.

Zur Verbindung der Oszillationseinheit mit dem Träger ist eine Verbindungseinrichtung vorgesehen. Es ist denkbar, dass an dem Träger sowohl der Finishwerkzeughalter zum Halten eines Finishwerkzeugs als auch die Oszillationseinheit und deren Finishwerkzeugaufnahme befestigt sind.For connecting the oscillation unit with the carrier, a connection device is provided. It is conceivable that both the finish tool holder for holding a finishing tool and the oscillation unit and its finishing tool holder are attached to the carrier.

Bevorzugt ist es jedoch, dass die Verbindungseinrichtung einen trägerseitigen Verbindungsabschnitt umfasst, an welchem wahlweise, insbesondere unter Berücksichtigung der Größe des zu bearbeitenden Werkstücks, der Finishwerkzeughalter oder die Oszillationseinheit (mit der Finishwerkzeugaufnahme) befestigbar ist. Dies ermöglicht eine alternative Verwendung in herkömmlicher Weise eines Finishwerkzeughalters oder in neuer Weise der Oszillationseinheit mit deren Finishwerkzeugaufnahme. However, it is preferred that the connecting device comprises a carrier-side connecting portion, on which optionally, in particular taking into account the size of the workpiece to be machined, the finishing tool holder or the oscillation unit (with the finishing tool holder) can be fastened. This allows for alternative use in the conventional manner of a finish tool holder or, in a new way, of the oscillation unit with its finish tool holder.

Besonders vorteilhaft ist, dass bereits existierende Werkzeugmaschinen in einfacher Weise umgerüstet werden können, nämlich indem der bereits vorhandene Finishwerkzeughalter entfernt und die Oszillationseinheit anstelle des Finishwerkzeughalters befestigt wird.It is particularly advantageous that already existing machine tools can be converted in a simple manner, namely by removing the already existing finishing tool holder and fixing the oscillation unit instead of the finish tool holder.

Um einen möglichst großen Aktionsradius der Vorrichtung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass eine erste Schwenkeinrichtung zur Verschwenkung des Trägers relativ zu einem Trägergestell vorgesehen ist. Hierdurch kann insbesondere die Neigung einer Oszillationsachse des Trägers eingestellt werden.In order to achieve the largest possible radius of action of the device, it is proposed that a first pivoting device is provided for pivoting the carrier relative to a carrier frame. In this way, in particular the inclination of an oscillation axis of the carrier can be adjusted.

Ferner ist es bevorzugt, wenn eine Positioniereinrichtung zur Positionierung des Trägers entlang zueinander senkrecht der Positionierachsen vorgesehen ist, sodass auch die Lage der Oszillationsachse des Trägers innerhalb einer Positionierebene einstellbar ist.Furthermore, it is preferred if a positioning device for positioning the carrier along mutually perpendicularly the positioning axes is provided so that the position of the oscillation axis of the carrier within a positioning plane is adjustable.

Bevorzugt ist es ferner, wenn der Träger in Form eines Trägerarms ausgebildet ist, wodurch eine räumliche Entkopplung von der (Haupt-)Antriebseinrichtung und der Verbindungseinrichtung geschaffen werden kann.It is further preferred if the support is designed in the form of a support arm, whereby a spatial decoupling of the (main) drive means and the connection means can be provided.

Eine weitere vorteilhafte Beeinflussung des Aktionsraums der Vorrichtung ergibt sich, wenn eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Länge des Trägerarms vorgesehen ist. Diese Einstellbarkeit kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass Teile des Trägerarms relativ zueinander bewegbar sind oder dass der Trägerarm aus einer Mehrzahl von miteinander verbindbaren Trägerarmabschnitten besteht, wobei die Einstellung der Länge des Trägerarms durch Auswahl der Anzahl und/oder Länge der Trägerarmabschnitte erfolgt.A further advantageous influencing of the action space of the device results when an adjustment device is provided for adjusting the length of the support arm. This adjustability can be achieved, for example, by virtue of the fact that parts of the carrier arm are movable relative to one another or that the carrier arm consists of a plurality of carrier arm sections which can be connected to one another, wherein the adjustment of the length of the carrier arm is effected by selecting the number and / or length of the carrier arm sections.

Eine weitere Flexibilisierung des Aktionsradius der Vorrichtung ergibt sich, wenn eine zusätzliche Schwenkeinrichtung zur Verschwenkung der Oszillationseinheit relativ zu dem Träger vorgesehen ist. Auf diese Weise kann auch die Neigung der Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme der Oszillationseinheit eingestellt werden.A further flexibilization of the range of action of the device results when an additional pivoting device is provided for pivoting the oscillation unit relative to the carrier. In this way, the inclination of the oscillation movement of the finishing tool holder of the oscillation unit can be adjusted.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Oszillationsbewegung des Trägers eine erste Oszillationsachse zugeordnet ist, dass der Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme der Oszillationseinheit eine zusätzliche Oszillationsachse zugeordnet ist, und dass die zusätzliche Oszillationsachse in einer Ebene verläuft, welche parallel zu der ersten Oszillationsachse verläuft. Auf diese Weise können, falls dies gewünscht ist, auch zwei voneinander unabhängige Oszillationsbewegungen einander überlagert werden, also unter gleichzeitiger Verwendung der Antriebseinrichtung des Trägers und der Zusatzantriebseinrichtung der Oszillationseinheit (”Überlagerungshub”).In a further embodiment of the invention, it is provided that the oscillation movement of the carrier is assigned a first oscillation axis, that the oscillation movement of the finishing tool receptacle of the oscillation unit is assigned an additional oscillation axis, and that the additional oscillation axis extends in a plane which runs parallel to the first oscillation axis , In this way, if desired, two mutually independent oscillatory movements can be superimposed on one another, that is to say with the simultaneous use of the drive device of the carrier and the additional drive device of the oscillation unit ("overlay stroke").

Ferner ist es bevorzugt, wenn die Verbindungseinrichtung und/oder die Oszillationseinheit eine Stelleinrichtung zur Positionierung und/oder Kraftbeaufschlagung des Finishwerkzeugs des Finishwerkzeughalters oder des Finishwerkzeugs der Finishwerkzeugaufnahme in einer zu der Oszillationsbewegung des Finishwerkzeugs senkrechten Richtung aufweist. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung einer Wirkfläche des an dem Finishwerkzeughalter oder an der Finishwerkzeugaufnahme angeordneten Finishwerkzeugs relativ zu einer zu bearbeitenden Werkstückoberfläche und/oder die Erzeugung einer Anpresskraft, mit welcher die Wirkfläche des Finishwerkzeugs auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gedrückt wird.Furthermore, it is preferable for the connecting device and / or the oscillation unit to have an adjusting device for positioning and / or loading the finishing tool holder of the finishing tool holder or the finishing tool holder in a direction perpendicular to the oscillation movement of the finishing tool. This allows easy positioning of an active surface of the finishing tool holder disposed on the finish tool holder or the finishing tool holder relative to a workpiece surface to be machined and / or the generation of a contact force with which the effective surface of the finishing tool is pressed onto the workpiece surface to be machined.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher lineare und/oder bogenförmige Positionier- und/oder Oszillationsbewegungen eines Finishwerkzeugs einander überlagerbar sind. Hierdurch können – insbesondere durch Interpolation – beliebige Bewegungen des Finishwerkzeugs erzeugt werden.In a further embodiment of the invention, a control device is provided, by means of which linear and / or arcuate positioning and / or oscillatory movements of a finishing tool are superimposed on each other. In this way - in particular by interpolation - any movements of the finishing tool can be generated.

Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Finishbearbeitung von insbesondere ringförmigen Werkstücken, welche eine vorstehend beschriebene Vorrichtung und einen Finishwerkzeughalter umfasst. Ein solches System kann unter Verwendung der Antriebseinrichtung des Trägers gemeinsam mit dem Finishwerkzeughalter betrieben werden und unter Verwendung der Oszillationseinheit unter Verwendung der Zusatzantriebseinrichtung betrieben werden.The invention further relates to a system for finish machining, in particular annular workpieces, comprising a device described above and a finishing tool holder. Such a system may be operated by using the drive means of the carrier together with the finish tool holder and operated using the oscillation unit using the auxiliary drive means.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the drawings of preferred embodiments.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Finishbearbeitung, welche einen Träger umfasst; 1 a side view of an embodiment of a finishing device, which comprises a carrier;

2 eine der 1 entsprechende Seitenansicht mit einer an dem Träger montierten Verbindungseinrichtung; 2 one of the 1 corresponding side view with a connecting device mounted on the carrier;

3 eine der 2 entsprechende Seitenansicht mit einem mit der Verbindungseinrichtung verbundenen Finishwerkzeughalter; 3 one of the 2 corresponding side view with a connected to the connecting device Finish tool holder;

4 eine der 2 entsprechende Seitenansicht mit einer mit der Verbindungseinrichtung verbundenen Oszillationseinheit; 4 one of the 2 corresponding side view with an associated with the connecting device oscillation unit;

5 eine perspektivische Darstellung der Oszillationseinheit; und 5 a perspective view of the oscillation unit; and

6 eine perspektivische Darstellung der Verbindungseinrichtung. 6 a perspective view of the connecting device.

Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Finishbearbeitung ist in 1 bis 4 dargestellt und dort insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.An embodiment of a device for finish machining is in 1 to 4 represented and there with the reference numeral 10 designated.

Die Vorrichtung 10 umfasst eine Positioniereinrichtung 12 mit einem ersten Schlitten 14, welcher an einer ersten Schlittenführung 16 und 18 geführt und mittels eines ersten Positionierantriebs 20 längs einer ersten Positionierachse 22 positionierbar ist.The device 10 includes a positioning device 12 with a first sled 14 , which at a first slide guide 16 and 18 guided and by means of a first positioning drive 20 along a first positioning axis 22 is positionable.

Die Positioniereinrichtung 12 umfasst einen zweiten Schlitten 24, welcher an dem ersten Schlitten 14 geführt ist und mittels eines zweiten Antriebs 26 längs einer zweiten Positionierachse 28 positionierbar ist.The positioning device 12 includes a second carriage 24 , which on the first carriage 14 is guided and by means of a second drive 26 along a second positioning axis 28 is positionable.

Der zweite Schlitten 24 ist mit einem Trägergestell 30 verbunden, an welchem ein Träger 32 in Form eines Trägerarms 34 mittels einer ersten Schwenkeinrichtung 36 um eine erste Schwenkachse 38 schwenkbar gelagert ist.The second sled 24 is with a support frame 30 connected to which a carrier 32 in the form of a support arm 34 by means of a first pivoting device 36 around a first pivot axis 38 is pivotally mounted.

Die erste Positionierachse 22, die zweite Positionierachse 28 und die erste Schwenkachse 38 verlaufen vorzugsweise jeweils senkrecht zueinander.The first positioning axis 22 , the second positioning axis 28 and the first pivot axis 38 preferably each run perpendicular to each other.

Das Trägergestell 30 dient auch zur Aufnahme einer Antriebseinrichtung 40 zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung des Trägers 32 längs einer der Erstreckungsrichtung des Trägerarms 34 entsprechenden ersten Oszillationsachse 42.The support frame 30 also serves to accommodate a drive device 40 for generating a linear oscillatory motion of the carrier 32 along one of the extension direction of the support arm 34 corresponding first oscillation axis 42 ,

Zur Erzeugung dieser Oszillationsbewegung kann beispielsweise mittels eines Antriebsmotors 44 eine Drehbewegung erzeugt werden, welche mittels eines an sich bekannten und daher nicht näher erläuterten Exzenters 46 in eine lineare Hubbewegung umgesetzt wird.To generate this oscillatory movement, for example by means of a drive motor 44 a rotational movement are generated, which by means of a known per se and therefore not explained in more detail eccentric 46 is converted into a linear lifting movement.

Der Trägerarm 34 weist ein der Antriebseinrichtung 40 abgewandtes freies Ende 48 auf. Der Abstand zwischen dem freien Ende 48 und der Schwenkachse 38, gemessen in einer Richtung parallel zu der zweiten Positionierachse 28, ist vorzugsweise einstellbar, beispielsweise durch Wahl der Anzahl und/oder Länge unterschiedlicher Trägerabschnitte 50 des Trägerarms 34.The support arm 34 has one of the drive means 40 remote free end 48 on. The distance between the free end 48 and the pivot axis 38 measured in a direction parallel to the second positioning axis 28 is preferably adjustable, for example by selecting the number and / or length of different carrier sections 50 of the support arm 34 ,

An dem freien Ende 48 des Trägerarms 34 ist eine Befestigungsfläche 52 vorgesehen, welche zur Befestigung einer Verbindungseinrichtung 54 (vergleiche 2 und 6) dient. Die Verbindungseinrichtung 54 weist einen Verbindungsabschnitt 56 auf, welcher zur Verbindung mit nachfolgend beschriebenen Bauteilen an dem Träger 34 dient. Dieser trägerseitige Verbindungsabschnitt 56 weist beispielsweise Schraubenaufnahmen oder Schrauben 58, nutförmige Befestigungsabschnitte 60 oder andere Befestigungselemente auf, die zur Verbindung des trägerseitigen Verbindungsabschnitts 56 mit nachfolgend beschriebenen Bauteilen dienen.At the free end 48 of the support arm 34 is a mounting surface 52 provided, which for fastening a connecting device 54 (see 2 and 6 ) serves. The connection device 54 has a connection section 56 which is for connection to components described below on the support 34 serves. This carrier-side connecting portion 56 has, for example, screw receptacles or screws 58 , groove-shaped fastening sections 60 or other fasteners, for connecting the carrier-side connecting portion 56 serve with components described below.

Bei einer ersten Verwendungsart des trägerseitigen Verbindungsabschnitts 56 wird an diesem ein Finishwerkzeughalter 62 zum Halten eines Finishwerkzeugs 64 befestigt. Bei dem Finishwerkzeug 64 handelt es sich insbesondere um einen Finishstein.In a first use of the carrier-side connection portion 56 becomes a finish tool holder on this 62 for holding a finishing tool 64 attached. At the finishing tool 64 it is in particular a finishing stone.

Wenn die Antriebseinrichtung 40 aktiv ist und sich der Träger 32 entlang der ersten Oszillationsachse 42 oszillierend hin und her bewegt, bewegt sich auch das Finishwerkzeug 64 in entsprechenden Richtungen (in der Zeichnung mit einem Doppelpfeil dargestellt), sodass sich auch eine Wirkfläche 66 des Finishwerkzeugs 64 in entsprechender Weise hin und her bewegt. Mit der Wirkfläche 66 kann dann eine Werkstückoberfläche 68 eines Werkstücks 70 finishend bearbeitet werden. Das Werkstück 70 ist üblicherweise rotationssymmetrisch und wird seinerseits um eine der zentralen Achse des Werkstücks entsprechende Achse rotatorisch angetrieben. Bei der Werkstückoberfläche 68 handelt es sich beispielsweise um die Innenfläche eines Lagerrings.When the drive device 40 is active and the carrier 32 along the first oscillation axis 42 The oscillating tool moves back and forth, so does the finishing tool 64 in corresponding directions (shown in the drawing with a double arrow), so that also an effective surface 66 of the finishing tool 64 moved back and forth in a similar way. With the effective area 66 can then a workpiece surface 68 a workpiece 70 finishing finish. The workpiece 70 is usually rotationally symmetrical and in turn is rotatably driven about an axis corresponding to the central axis of the workpiece. At the workpiece surface 68 For example, it is the inner surface of a bearing ring.

In 3 ist eine erste Schwenklage des Trägers 32 mit durchgezogenen Linien dargestellt, in welcher eine Werkstückoberfläche 68, welche parallel zu der Rotationsachse des Werkstücks 70 verläuft, finishend bearbeitet werden kann.In 3 is a first pivotal position of the wearer 32 shown by solid lines, in which a workpiece surface 68 , which are parallel to the axis of rotation of the workpiece 70 runs, finishend can be edited.

Eine zweite Schwenklage des Trägers 32 ist in 3 mit strichpunktierten Linien dargestellt. Diese Schwenklage ermöglicht die finishende Bearbeitung einer Werkstückoberfläche 72 eines Werkstücks 74, bei welchem die zu bearbeitende Werkstückoberfläche 72 relativ zu der zentralen Rotationsachse des Werkstücks 74 geneigt ist.A second pivotal position of the wearer 32 is in 3 shown with dash-dotted lines. This pivoting position allows finishing machining of a workpiece surface 72 a workpiece 74 in which the to be processed Workpiece surface 72 relative to the central axis of rotation of the workpiece 74 is inclined.

Bei einer weiteren Verwendungsart des trägerseitigen Verbindungsabschnitts 56 ist anstelle des Finishwerkzeughalters 62 mit Finishwerkzeug 64 (vergleiche 3) eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 76 bezeichnete Oszillationseinheit an dem Träger 32 befestigt (vergleiche 4).In another use of the carrier-side connecting portion 56 is in place of the finish tool holder 62 with finishing tool 64 (see 3 ) a total with the reference numeral 76 designated oscillation unit on the carrier 32 attached (compare 4 ).

Die Oszillationseinheit 76 weist eine Zusatzantriebseinrichtung 78 auf, welche dazu dient, eine Finishwerkzeugaufnahme 82 und ein an der Finishwerkzeugaufnahme 82 gehaltenes oder dort aufgenommenens Finishwerkzeug 84 (vorzugsweise ein Finishstein) in eine oszillierende Bewegung zu versetzen. Dieser Oszillationsbewegung ist eine zusätzliche Oszillationsachse 86 zugeordnet. Diese zusätzliche Oszillationsachse 86 verläuft in einer in 4 mit durchgezogenen Linien der Oszillationseinheit 76 dargestellten Lage parallel zu der ersten Oszillationsachse 42.The oscillation unit 76 has an auxiliary drive device 78 on which serves a finishing tool holder 82 and one at the finish tool holder 82 held or received there finishing tool 84 (preferably a finishing stone) in an oscillating motion. This oscillation movement is an additional oscillation axis 86 assigned. This additional oscillation axis 86 runs in a 4 with solid lines of the oscillation unit 76 shown position parallel to the first axis of oscillation 42 ,

Mittels der Oszillationseinheit 76 können zu der Rotationsachse eines Werkstücks 88 parallele Werkstückoberflächen 68 oder geneigte Werkstückoberflächen 72 (in 4 nicht dargestellt, vergleiche 3) oder sogar senkrecht verlaufende Werkstückoberflächen 92 finishend bearbeitet werden. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Oszillationseinheit 76 und/oder die Verbindungseinrichtung 54 eine zusätzliche Schwenkeinrichtung 94 (vergleiche 2 und 6) umfasst, mittels welcher die Verbindungseinrichtung 56 gemeinsam mit der Oszillationseinheit 76 oder lediglich die Oszillationseinheit 76 um eine zusätzliche Schwenkachse 96 verschwenkbar ist. Dies ermöglicht es, die zusätzliche Oszillationsachse 86 innerhalb einer zu der zusätzlichen Schwenkachse 96 senkrechten Ebene zu verdrehen, beispielsweise in eine in 4 in gestrichelten Linien dargestellte Lage der Oszillationseinheit 76, in welcher die zusätzliche Oszillationsachse 86 senkrecht zu der ersten Oszillationsachse 42 verläuft.By means of the oscillation unit 76 can to the rotation axis of a workpiece 88 parallel workpiece surfaces 68 or inclined workpiece surfaces 72 (in 4 not shown, compare 3 ) or even vertically extending workpiece surfaces 92 finishing finish. For this purpose, it is advantageous if the oscillation unit 76 and / or the connection device 54 an additional pivoting device 94 (see 2 and 6 ), by means of which the connecting device 56 together with the oscillation unit 76 or only the oscillation unit 76 about an additional pivot axis 96 is pivotable. This allows the additional oscillation axis 86 within one to the additional pivot axis 96 vertical plane to turn, for example, in an in 4 shown in dashed lines position of the oscillation unit 76 , in which the additional oscillation axis 86 perpendicular to the first axis of oscillation 42 runs.

Die Schwenkeinrichtung 94 ermöglicht es auch, gekrümmte Werkstückoberflächen 90 eines Werkstücks 88 (vergleiche 4) oszillierend zu bearbeiten, und zwar insbesondere durch Überlagerung einer oszillierenden Schwenkbewegung um die Schwenkachse 96 und einer linearen Oszillationsbewegung entlang der Oszillationsachse 86.The pivoting device 94 also allows curved workpiece surfaces 90 a workpiece 88 (see 4 ) to edit oscillating, in particular by superposition of an oscillating pivotal movement about the pivot axis 96 and a linear oscillation movement along the oscillation axis 86 ,

Die zusätzliche Schwenkachse 96 verläuft vorzugsweise parallel zu der ersten Schwenkachse 38.The additional pivot axis 96 preferably runs parallel to the first pivot axis 38 ,

Eine Ausführungsform einer Oszillationseinheit 76 ist in 5 dargestellt. Bei dieser Oszillationseinheit wird eine Drehbewegung eines Motors 98 über eine an sich bekannte und daher nicht näher erläuterte Exzenteranordnung 100 in eine lineare Oszillationsbewegung eines Oszillationsschlittens 80 umgewandelt, welcher entlang der zusätzlichen Oszillationsachse 86 oszilliert. Die mit dem Oszillationsschlitten 80 verbundene Finishwerkzeugaufnahme 82 und das daran gehaltene Finishwerkzeug 84 führen eine der Bewegung des Oszillationsschlittens 80 entsprechende Oszillationsbewegung aus.An embodiment of an oscillation unit 76 is in 5 shown. In this oscillation unit becomes a rotary motion of an engine 98 about a known per se and therefore not explained in detail eccentric 100 in a linear oscillation movement of a Oszillationsschlittens 80 converted, which along the additional axis of oscillation 86 oscillates. The with the oscillation slide 80 connected finish tool holder 82 and the finishing tool held thereon 84 perform one of the movement of the oscillation carriage 80 corresponding oscillatory motion.

Alternativ hierzu kann die Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme 82 und des Finishwerkzeugs 84 auch mittels hydraulischer, pneumatischer oder elektrischer Linearantriebe erzeugt werden.Alternatively, the oscillation movement of the finish tool holder 82 and the finishing tool 84 also be produced by means of hydraulic, pneumatic or electric linear drives.

In 6 ist die Verbindungseinrichtung 54 perspektivisch dargestellt. Diese weist als Teil der Schwenkeinrichtung 94 einen Motor 102 auf, welcher insbesondere als Servomotor ausgebildet ist. Die Bewegung des Motors 102 wird mittels eines in einem Gehäuse 104 angeordneten Getriebes (beispielsweise eines Schneckengetriebes) in eine Schwenkbewegung einer Schlittenanordnung 106 um die Schwenkachse 96 übertragen.In 6 is the connection device 54 shown in perspective. This points as part of the pivoting device 94 an engine 102 on, which is designed in particular as a servomotor. The movement of the engine 102 is by means of a housing 104 arranged gear (for example, a worm gear) in a pivoting movement of a carriage assembly 106 around the pivot axis 96 transfer.

Das Gehäuse 104 weist eine Außenfläche 108 auf, welche zur Befestigung an der Befestigungsfläche 52 des Trägers 32 dient, beispielsweise unter Verwendung einer Passfeder 109.The housing 104 has an outer surface 108 on which for attachment to the mounting surface 52 of the carrier 32 serves, for example, using a feather key 109 ,

Die Schlittenanordnung 106 umfasst einen um die Schwenkachse 96 schwenkbaren Schlittenträger 110 und einen an diesem geführten Schlitten 112. Der Schlitten 112 ist relativ zu dem Schlittenträger längs einer Schlittenachse 114 mittels einer innerhalb des Schlittens 112 angeordneten Stelleinrichtung 116 bewegbar angetrieben.The carriage arrangement 106 includes one about the pivot axis 96 swiveling carriage carrier 110 and a guided on this slide 112 , The sled 112 is relative to the carriage carrier along a carriage axis 114 by means of one within the carriage 112 arranged adjusting device 116 movably driven.

Die Stelleinrichtung 116 ist beispielsweise in Form eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebs ausgebildet. Zur Versorgung des Antriebs mit einem druckbeaufschlagten Fluid kann in dem Schlitten 112 eine Drehdurchführung vorgesehen sein.The adjusting device 116 is designed for example in the form of a hydraulic or pneumatic drive. To supply the drive with a pressurized fluid may be in the carriage 112 a rotary feedthrough be provided.

Die Schwenkachse 96 ist vorzugsweise als NC-Achse ausgebildet. Dies ermöglicht es, kreisbogenförmige Bewegungen eines an einem Finishwerkzeughalter 62 gehaltenen Finishwerkzeugs 64 oder eines Finishwerkzeugs 84 der Oszillationseinheit 76 bereitzustellen, entweder zur Positionierung des Finishwerkzeugs 64, 84 oder auch zur Erzeugung einer kreisbogenförmigen Oszillationsbewegung. Diese Bewegung kann auch von einer linearen Oszillationsbewegung der Oszillationseinheit 76 und/oder des Trägers 32 und/oder der Positioniereinrichtung 12 entlang mindestens einer der Achsen 22, 28 überlagert werden, sodass auch eine von einem Kreisbogen abweichende bogenförmige Positionier- oder Oszillationsbewegung erzeugbar ist.The pivot axis 96 is preferably designed as an NC axis. This makes it possible to form a circular arc on a finish tool holder 62 held finishing tool 64 or a finishing tool 84 the oscillation unit 76 to provide, either for positioning of the finishing tool 64 . 84 or also for generating a circular arc oscillatory movement. This movement can also be due to a linear oscillation movement of the oscillation unit 76 and / or the vehicle 32 and / or the positioning device 12 along at least one of the axes 22 . 28 be superimposed so that a deviating from a circular arc bow-shaped positioning or oscillatory motion can be generated.

Eine Positionier- oder Oszillationsbewegung eines Finishwerkzeugs 64, 84 kann insbesondere durch Interpolation mindestens einer linearen Bewegung entlang zumindest einer der Achsen 22, 28, 114 und mindestens einer Schwenkbewegung um zumindest eine der Achsen 38, 96 erzeugt werden.A positioning or oscillating movement of a finishing tool 64 . 84 in particular by interpolation of at least one linear movement along at least one of the axes 22 . 28 . 114 and at least one pivotal movement about at least one of the axes 38 . 96 be generated.

Eine Kombination von Linear- und Schwenkbewegungen ist insbesondere zur Bearbeitung großer Werkstücke 88 vorteilhaft.A combination of linear and pivotal movements is especially for machining large workpieces 88 advantageous.

Es ist auch möglich, Schwenkbewegungen der ersten Schwenkeinrichtung 36 und der zusätzlichen Schwenkeinrichtung 94 miteinander zu kombinieren, um eine bogenförmige Oszillationsbewegung zu erzeugen, bei welcher unterschiedlich große Bewegungen mit vorzugsweise unterschiedlichen Oszillationsfrequenzen einander überlagert werden (”Überlagerungsbogen”).It is also possible pivoting movements of the first pivoting device 36 and the additional pivoting device 94 combine with each other to produce an arcuate oscillatory motion in which different sized movements with preferably different oscillation frequencies are superimposed on each other ("overlay sheet").

Der Schlittenträger 110 ist vorzugsweise um 360° um die Schwenkachse 96 verschwenkbar, sodass ein an dem Schlitten 112 montierter Finishwerkzeughalter 62 oder eine an dem Schlitten 112 montierte Oszillationseinheit 76 in beliebigen Lagen um die Schwenkachse 96 positionierbar ist.The sled carrier 110 is preferably 360 ° about the pivot axis 96 swiveling, so one on the carriage 112 mounted finish tool holder 62 or one on the slide 112 mounted oscillation unit 76 in any position around the pivot axis 96 is positionable.

Es ist auch möglich, anstelle eines Trägers 32 und einer Antriebseinrichtung 40, eine frei positionierbare Einheit zu verwenden, beispielsweise in Form eines Roboterarms. Diese Einheit weist dann eine Befestigungsfläche 52 zur Befestigung des Finishwerkzeughalters 62 und/oder zur Befestigung der Oszillationseinheit 76 auf. Alternativ hierzu ist die Einheit, insbesondere mittels deren Befestigungsfläche 52, mit der Verbindungseinrichtung 54 verbunden, welche dann ihrerseits zur Verbindung mit dem Finishwerkzeughalter 62 und/oder der Oszillationseinheit 76 dient.It is also possible instead of a carrier 32 and a drive device 40 to use a freely positionable unit, for example in the form of a robot arm. This unit then has a mounting surface 52 for fixing the finish tool holder 62 and / or for attachment of the oscillation unit 76 on. Alternatively, the unit, in particular by means of their attachment surface 52 , with the connection device 54 connected, which in turn for connection to the finishing tool holder 62 and / or the oscillation unit 76 serves.

Claims (11)

Vorrichtung (10) zur Finishbearbeitung eines insbesondere ringförmigen Werkstücks (70, 74, 88), mit einem Träger (32) zur Verbindung mit einem Finishwerkzeughalter (62) zum Halten eines Finishwerkzeugs (64), und mit einer Antriebseinrichtung (40) zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung des Trägers (32), gekennzeichnet durch eine Oszillationseinheit (76), welche eine Finishwerkzeugaufnahme (82) zur Aufnahme eines Finishwerkzeugs (84) und eine Zusatzantriebseinrichtung (78) zur Erzeugung einer linearen Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme (82) aufweist, und eine Verbindungseinrichtung (54) zur Verbindung der Oszillationseinheit mit dem Träger (32).Contraption ( 10 ) for finish machining a particular annular workpiece ( 70 . 74 . 88 ), with a carrier ( 32 ) for connection to a finishing tool holder ( 62 ) for holding a finishing tool ( 64 ), and with a drive device ( 40 ) for generating a linear oscillatory movement of the carrier ( 32 ), characterized by an oscillation unit ( 76 ), which has a finish tool receptacle ( 82 ) for receiving a finishing tool ( 84 ) and an auxiliary drive device ( 78 ) for generating a linear oscillation movement of the finish tool receptacle ( 82 ), and a connection device ( 54 ) for connecting the oscillation unit to the carrier ( 32 ). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (54) einen trägerseitigen Verbindungsabschnitt (56) umfasst, an welchem wahlweise der Finishwerkzeughalter (62) oder die Oszillationseinheit (76) befestigbar ist.Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the connecting device ( 54 ) a carrier-side connecting portion ( 56 ), at which optionally the finishing tool holder ( 62 ) or the oscillation unit ( 76 ) is attachable. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schwenkeinrichtung (36) zur Verschwenkung des Trägers (32) relativ zu einem Trägergestell (30) vorgesehen ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a first pivoting device ( 36 ) for pivoting the carrier ( 32 ) relative to a support frame ( 30 ) is provided. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positioniereinrichtung (12) zur Positionierung des Trägers (32) entlang zueinander senkrechter Positionierachsen (22, 28) vorgesehen ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a positioning device ( 12 ) for positioning the carrier ( 32 ) along mutually perpendicular positioning axes ( 22 . 28 ) is provided. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (32) in Form eines Trägerarms (34) ausgebildet ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 32 ) in the form of a support arm ( 34 ) is trained. Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Länge des Trägerarms (34) vorgesehen ist.Contraption ( 10 ) according to claim 5, characterized in that an adjusting device for adjusting the length of the support arm ( 34 ) is provided. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Schwenkeinrichtung (94) zur Verschwenkung der Oszillationseinheit (76) relativ zu dem Träger (32) vorgesehen ist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an additional pivoting device ( 94 ) for pivoting the oscillation unit ( 76 ) relative to the carrier ( 32 ) is provided. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillationsbewegung des Trägers (32) eine erste Oszillationsachse (42) zugeordnet ist, dass der Oszillationsbewegung der Finishwerkzeugaufnahme (82) der Oszillationseinheit (76) eine zusätzliche Oszillationsachse (86) zugeordnet ist, und dass die zusätzliche Oszillationsachse (86) in einer Ebene verläuft, welche parallel zu der ersten Oszillationsachse (42) verläuft.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the oscillation movement of the carrier ( 32 ) a first oscillation axis ( 42 ), that the oscillation movement of the finish tool receptacle ( 82 ) of the oscillation unit ( 76 ) an additional oscillation axis ( 86 ), and that the additional oscillation axis ( 86 ) runs in a plane parallel to the first oscillation axis ( 42 ) runs. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtung (56) und/oder die Oszillationseinheit (76) eine Stelleinrichtung (116) zur Positionierung und/oder Kraftbeaufschlagung des Finishwerkzeugs (64) des Finishwerkzeughalters (62) oder des Finishwerkzeugs (84) der Finishwerkzeugaufnahme (82) in einer zu der Oszillationsbewegung des Finishwerkzeugs (64, 84) senkrechten Richtung aufweist.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting device ( 56 ) and / or the oscillation unit ( 76 ) an adjusting device ( 116 ) for positioning and / or applying force to the finishing tool ( 64 ) of the finish tool holder ( 62 ) or the finishing tool ( 84 ) of the finishing tool holder ( 82 ) in one of the oscillation movement of the finishing tool ( 64 . 84 ) has vertical direction. Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher lineare und/oder bogenförmige Positionier- und/oder Oszillationsbewegungen eines Finishwerkzeugs (64, 84) einander überlagerbar sind.Contraption ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a control device is provided, by means of which linear and / or arcuate positioning and / or oscillatory movements of a finishing tool ( 64 . 84 ) are superimposed on each other. System zur Finishbearbeitung von insbesondere ringförmigen Werkstücken (70, 74, 88) umfassend eine Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche und einen Finishwerkzeughalter (62). System for finish machining, in particular annular workpieces ( 70 . 74 . 88 ) comprising a device ( 10 ) according to one of the preceding claims and a finishing tool holder ( 62 ).
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