DE102014119166A1

DE102014119166A1 - grinding machine

Info

Publication number: DE102014119166A1
Application number: DE201410119166
Authority: DE
Inventors: Norbert Schmitz
Original assignee: SMS MASCHB GmbH; SMS Maschinenbau GmbH
Current assignee: SMS MASCHB GmbH; SMS Maschinenbau GmbH
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-03-05
Anticipated expiration: 2034-12-20
Also published as: DE102014119166B4

Abstract

Es werden eine Schleifmaschine, ein Schwingkörper, ein Verfahren zum Bearbeitung eines Werkstücks sowie ein Computerprogramm vorgestellt. Die Schleifmaschine umfasst eine Antriebseinheit und einen Schwingkörper, die miteinander verbunden sind.A grinding machine, a vibrating body, a method for processing a workpiece and a computer program are presented. The grinding machine comprises a drive unit and a vibrating body, which are connected to each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine, insbesondere eine Gewindeschleifmaschine, einen Schwingkörper für eine solche Schleifmaschine, ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Schleifwerkzeugs und ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a grinding machine, in particular a thread grinding machine, a vibrating body for such a grinding machine, a method for machining a workpiece by means of a grinding tool and a computer program for carrying out the method.

Als Schleifmaschinen werden Maschinen bezeichnet, die zum Glätten von Oberflächen oder zum Entfernen von Beschichtungen auf Oberflächen dienen. Gewindeschleifmaschinen dienen dazu, Gewindebohrer, Gewindeformer, Fräser usw. zu bearbeiten. Bei diesen ist es erforderlich, dass während der Bearbeitung eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug stattfindet, wozu Schwingkörper verwendet werden.Grinders are machines that are used to smooth surfaces or to remove coatings on surfaces. Thread grinding machines are used to machine taps, thread formers, milling cutters, etc. In these, it is necessary that during machining, a relative movement between the workpiece and the tool takes place, to which oscillating bodies are used.

Bei Gewindeschleifmaschinen und auch bei Gewindebohrerschleifmaschinen werden eine hohe Präzision und kurze Taktzeiten angestrebt.For thread grinding machines and also for tap grinding machines high precision and short cycle times are desired.

Bei bisher bekannten Schwingkörpern wird die Oszillationsbewegung über eine mechanische Kurve mit auswechselbarer Hinterschliffkurve gesteuert. Abhängig von der Geometrie des Werkstücks gibt es unterschiedliche Hinterschliffkurven, z. B. eine archimedische Hinterschliffkurve, eine Hinterschliffkurve für Gewindeformer, eine Hinterschliffkurve für Anschnittschleifen, mit unterschiedlichen Verhältnissen zwischen Ein- und Aushub. Dabei wird die Hinterschliffkurve von einem Servomotor angetrieben, der bspw. über eine CNC-Steuerung mit den übrigen Achsen synchronisiert ist.In previously known oscillating bodies, the oscillation movement is controlled by means of a mechanical curve with an exchangeable relief curve. Depending on the geometry of the workpiece, there are different Hinterschleiffkurven, z. B. an Archimedes relief curve, a relief curve for thread former, a relief curve for bleed, with different ratios between input and excavation. In this case, the relief curve is driven by a servomotor which, for example, is synchronized with the other axes via a CNC control.

Die Umstellung von einem Werkstück auf ein anderes ist somit in der Regel mit einem Wechsel der Hinterschliffkurve verbunden. Ein Wechseln der Hinterschliffkurve verursacht jedoch einen Rüstaufwand an der Maschine. Ein frei programmierbarer Hinterschliff ist auf diese Weise nicht möglich.The change from one workpiece to another is thus usually associated with a change in the relief curve. However, changing the relief curve causes a setup effort on the machine. A freely programmable relief is not possible in this way.

Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass der Schwingkörper aufgrund konventioneller Präzisionsmechanik mit hohem Fertigungsaufwand und im Betrieb der Maschine mit Verschleiß behaftet ist.Furthermore, it should be noted that the oscillating body is subject to wear due to conventional precision mechanics with high production costs and during operation of the machine.

Zudem ist zu beachten, dass die Betriebsart ”Zähne aussetzen” bislang nur durch eine zusätzliche Operation durch Verfahren der x-Achse, die Achse in Richtung der Hubbewegung (Bezugsziffer 18 in 1) am Werkzeugträger möglich ist. In dieser Betriebsart wird nicht jeder Zahn geschliffen.In addition, it should be noted that the mode "suspend teeth" so far only by an additional operation by moving the x-axis, the axis in the direction of the lifting movement (reference numeral 18 in 1 ) is possible on the tool carrier. Not every tooth is ground in this mode.

Es ist weiterhin der Einsatz von Linearmotoren zur Durchführung einer Hubbewegung in Werkzeugmaschinen, insbesondere bei der Feinbearbeitung von Werkstücken, bekannt. So beschreibt die Druckschrift DE 102 25 514 B4 eine Maschine zur Feinbearbeitung von Werkstücken. Bei dieser ist eine Werkzeugspindel in einem Spindelgehäuse gelagert und wird von einem Elektromotor angetrieben. Die Zustellbewegung der Werkzeugspindel wird durch einen Linearmotor bewirkt.It is also the use of linear motors for carrying out a lifting movement in machine tools, especially in the fine machining of workpieces known. This is how the document describes DE 102 25 514 B4 a machine for fine machining of workpieces. In this, a tool spindle is mounted in a spindle housing and is driven by an electric motor. The feed movement of the tool spindle is effected by a linear motor.

Aus der Druckschrift DE 199 28 950 A1 ist ein Verfahren zum Schleifen der Oberfläche eines rotierenden Werkstücks bekannt. Bei dem Verfahren wird das Werkstück durch eine Vorschubbewegung mit einem rotierenden Schleifwerkzeug in Kontakt gebracht, indem das Werkstück und/oder das Schleifwerkzeug auf einer Achse oszillierend bewegt wird bzw. werden. Die oszillierende Bewegung wird durch einen piezoelektrischen Antrieb bewirkt.From the publication DE 199 28 950 A1 For example, a method of grinding the surface of a rotating workpiece is known. In the method, the workpiece is brought into contact with a rotating grinding tool by a feed movement by oscillating the workpiece and / or the grinding tool on an axis. The oscillating movement is effected by a piezoelectric drive.

Die Druckschrift DE 198 47 378 A1 beschreibt eine Bearbeitungsvorrichtung für Werkstücke mit mindestens zwei Werkstückhaltevorrichtungen, die relativ zueinander verfahrbar sind. Als Antrieb für ein Verfahren einer Werkstückhaltevorrichtung und/oder eines Werkzeugträgerschlittens kann ein Linearmotor eingesetzt werden.The publication DE 198 47 378 A1 describes a processing device for workpieces with at least two workpiece holding devices, which are movable relative to each other. As a drive for a method of a workpiece holding device and / or a tool carrier carriage, a linear motor can be used.

Die Druckschrift DE 196 53 233 A1 zeigt eine Hochgeschwindigkeits-Drehmaschine zum Herstellen optisch wirksamer Oberflächen. Die vorgestellte Maschine umfasst eine Werkstückspindel, an der mittels einer Werkstückaufnahme ein Werkstück befestigt wird. Weiterhin ist ein Werkstückschlitten vorgesehen, der bezogen auf die Werkzeugspindel in radialer und axialer Richtung bewegt werden kann. Für diese Bewegung kann ein Linearmotor eingesetzt werden. Die Maschine wird insbesondere zum Schleifen von Linsen verwendet.The publication DE 196 53 233 A1 shows a high-speed lathe for producing optically effective surfaces. The presented machine comprises a workpiece spindle to which a workpiece is fastened by means of a workpiece holder. Furthermore, a workpiece carriage is provided, which can be moved relative to the tool spindle in the radial and axial directions. For this movement, a linear motor can be used. The machine is used in particular for grinding lenses.

Vor diesem Hintergrund wird eine Schleifmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Schwingkörper nach Anspruch 5, ein Verfahren gemäß Anspruch 7 sowie ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgestellt. Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.Against this background, a grinding machine with the features of claim 1, a vibrating body according to claim 5, a method according to claim 7 and a computer program with the features of claim 10 is presented. Embodiments result from the dependent claims and the description.

Die vorgestellte Schleifmaschine weist eine Antriebseinheit und einen Schwingkörper auf, die miteinander verbunden sind, so dass eine translatorische Bewegung der Antriebseinheit in eine translatorische Bewegung des Schwingkörper zu übertragen ist. Der Schwingkörper umfasst einen Werkstückhalter zur Aufnahme des Werkstücks und ist mittels mindestens eines Federelements geführt. Dabei wird die durch die Antriebseinheit auf den Schwingkörper übertragene Bewegung geführt.The presented grinding machine has a drive unit and a vibrating body, which are connected to each other, so that a translational movement of the drive unit is to be transmitted in a translational movement of the vibrating body. The oscillating body comprises a workpiece holder for receiving the workpiece and is guided by means of at least one spring element. In this case, the transmitted by the drive unit to the oscillating body movement is performed.

Die Verbindung zwischen Schwingkörper und Antriebseinheit kann durch eine feste Verbindung gegeben sein. Alternativ können die beiden Bauteile über eine Kupplung miteinander gekoppelt sein.The connection between oscillating body and drive unit can be given by a firm connection. Alternatively, the two components can be coupled to one another via a coupling.

Daneben umfasst die Schleifmaschine, die bspw. als Gewindeschleifmaschine ausgebildet ist, typischerweise einen Werkzeughalter zur Aufnahme des Werkzeugs, bspw. einer Schleifscheibe. Während der Bearbeitung gerät das Werkzeug in Kontakt zu dem Werkstück, so dass dieses bearbeitet wird. Dabei wird das Werkstück mit dem Schwingkörper bezüglich des Werkzeugs hin- und herbewegt. Gleichzeitig kann das Werkstück gedreht werden. In diesem Fall überlagert die Drehbewegung die translatorische Bewegung. Weiterhin kann das Werkzeug durch eine geeignete Antriebseinheit in eine Drehbewegung versetzt werden. In addition, the grinding machine, which is designed, for example, as a thread grinding machine, typically comprises a tool holder for receiving the tool, for example a grinding wheel. During machining, the tool comes into contact with the workpiece, so that it is processed. In this case, the workpiece is reciprocated with the oscillating body with respect to the tool. At the same time, the workpiece can be rotated. In this case, the rotational movement superimposed on the translational movement. Furthermore, the tool can be offset by a suitable drive unit in a rotary motion.

In einer Ausführungsform ist als das mindestens eine Federelement eine Blattfeder vorgesehen. Die Blattfeder bzw. die Blattfedern ermöglichen die Hin- und Herbewegung des Schwingkörpers, ohne dass es zu seitlichen Bewegungen quer zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung kommt. Es bietet sich an, wenn in Bewegungsrichtung am vorderen Ende und am hinteren Ende des Schwingkörpers Blattfedern vorgesehen sind, die den Schwingkörper bspw. mit einem feststehenden Grundkörper verbinden.In one embodiment, a leaf spring is provided as the at least one spring element. The leaf spring and the leaf springs allow the reciprocating motion of the vibrating body, without causing lateral movements transverse to the intended direction of movement. It is advisable if leaf springs are provided in the direction of movement at the front end and at the rear end of the oscillating body, which connect the oscillating body, for example, with a stationary base body.

Es kann vorgesehen sein, dass als Antriebseinheit ein Linearmotor dient. Bei Linearmotoren können direkt translatorische Bewegungen erzeugt werden, diese werden daher auch als Direktantriebe bezeichnet. Linearmotoren beruhen auf demselben Funktionsprinzip wie Drehstrommotoren, allerdings sind die beim Drehstrommotor kreisförmig angeordneten Erregerwicklungen bei Linearmotoren auf einer ebenen Strecke angeordnet.It can be provided that serves as a drive unit, a linear motor. In linear motors direct translational movements can be generated, these are therefore also referred to as direct drives. Linear motors are based on the same principle of operation as three-phase motors, however, the exciter windings arranged circularly in the case of the three-phase motor are arranged on a flat path in linear motors.

Linearmotoren bieten hohe Beschleunigungen und Verfahrgeschwindigkeiten. Zudem können hohe Kräfte erreicht werden.Linear motors offer high accelerations and travel speeds. In addition, high forces can be achieved.

In einer alternativen Ausführungsform ist als Antriebseinheit ein Piezoantrieb vorgesehen. Ein Piezoantrieb ist ein Piezoelement, das den Piezoeffekt nutzt, um bei Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Bewegung auszuüben.In an alternative embodiment, a piezo drive is provided as drive unit. A piezo drive is a piezo element that uses the piezoelectric effect to exert a mechanical movement when an electrical voltage is applied.

Es wird weiterhin ein Schwingkörper für eine Schleifmaschine vorgestellt, insbesondere für eine Schleifmaschine der vorstehend beschriebenen Art. Der Schwingkörper umfasst einen Werkstückhalter und eine Führung, wobei die Führung durch mindestens ein Federelement gegeben ist. Dieses Federelement unterstützt die Bewegung des Schwingkörpers in der beabsichtigten Richtung, ohne dass es zu erheblichen Reibungsverlusten kommt, so dass das Federelement keinem Verschleiß unterliegt und es auch nicht zu einer damit verbundenen Wärmeentwicklung kommt.Furthermore, a vibrating body for a grinding machine is presented, in particular for a grinding machine of the type described above. The vibrating body comprises a workpiece holder and a guide, wherein the guide is provided by at least one spring element. This spring element supports the movement of the oscillating body in the intended direction, without causing significant friction losses, so that the spring element is not subject to wear and there is no associated heat generation.

Als das mindestens eine Federelement dient bspw. eine Blattfeder, die die Bewegung des Schwingkörpers ermöglicht. Hierzu ist die bzw. sind die Blattfedern an einer Seite an dem Schwingkörper angebracht und an der jeweils anderen Seite mit bspw. einem Grundkörper verbunden, bezüglich dessen sich der Schwingkörper bewegt.As the at least one spring element is used, for example, a leaf spring, which allows the movement of the oscillating body. For this purpose, the or the leaf springs are attached to one side of the oscillating body and connected to the other side with, for example, a base body, with respect to which the oscillating body moves.

In einer Ausführungsform weist der Schwingkörper eine weitere Antriebseinheit auf, mit der der Werkstückhalter in eine rotatorische Bewegung zu versetzen ist. So wird das Werkstück sowohl gedreht als auch translatorisch bewegt. Die beiden Bewegungen überlagern sich und werden in Bezug zu einem Werkzeug ausgeführt.In one embodiment, the oscillating body has a further drive unit, with which the workpiece holder is to be set into a rotational movement. Thus, the workpiece is both rotated and moved translationally. The two movements are superimposed and executed in relation to a tool.

Es wird außerdem ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Schleifwerkzeugs beschrieben, wobei das Verfahren insbesondere mit einer Schleifmaschine der vorstehend beschriebenen Art ausgeführt wird. Bei dem Verfahren wird das Werkstück mit einem Schwingkörper, insbesondere einem Schwingkörper der zuvor erörterten Art, bezüglich des Schleifwerkzeugs translatorisch bewegt.It also describes a method for machining a workpiece by means of a grinding tool, the method being carried out in particular with a grinding machine of the type described above. In the method, the workpiece is moved in translation relative to the grinding tool with a vibrating body, in particular a vibrating body of the type previously discussed.

In einer weiteren Ausführung wird das Werkstück mit einer weiteren Antriebseinheit in dem Schwingkörper zusätzlich rotatorisch bewegt.In a further embodiment, the workpiece is additionally rotatably moved with a further drive unit in the oscillating body.

Das vorgestellte Verfahren ist insbesondere für ein Gewindeschleifen geeignet. Von Bedeutung ist, dass während der Bearbeitung unterschiedliche Bewegungen, sowohl translatorische Bewegungen als auch rotatarische Bewegungen, überlagert werden können.The presented method is particularly suitable for thread grinding. It is important that different movements, both translational movements and Rotary movements, can be superimposed during processing.

Das vorgestellte Computerprogramm umfasst Programmcodemitteln zur Durchführung eines Verfahrens der beschriebenen Art, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit ausgeführt wird.The presented computer program comprises program code means for carrying out a method of the type described, when the computer program is executed on a computer.

Zu berücksichtigen ist, dass mit dem Computerprogramm sowohl die Antriebseinheit für die translatorische Bewegung als auch die weitere Antriebseinheit für die rotatorische Bewegungen angesteuert werden können. Das Computerprogramm berechnet dabei die Ansteuersignale zur Ansteuerung der beiden Antriebseinheiten und ggf. auch einer Antriebseinheit für eine Zuführbewegung des Werkzeugs. Dabei können all diese Bewegungen aufeinander abgestimmt und ggf. synchronisiert werden. Die hierfür erforderliche Rechenleistung wird von dem Computerprogramm, das typischerweise auf einer Recheneinheit in der Schleifmaschine zur Ausführung gebracht wird, erbracht. Auf Grundlage der Berechnungen werden die Ansteuersignale als Ausgangsgrößen ermittelt, die zur Steuerung der technischen Abläufe im Rahmen der Bearbeitung eines Werkstücks dienen.It should be noted that both the drive unit for the translatory movement and the further drive unit for the rotary movements can be controlled with the computer program. The computer program calculates the control signals for controlling the two drive units and possibly also a drive unit for a feed movement of the tool. All these movements can be coordinated with each other and synchronized if necessary. The computing power required for this purpose is provided by the computer program, which is typically executed on a computing unit in the grinding machine. Based on the calculations, the drive signals are determined as output variables which serve to control the technical processes in the course of machining a workpiece.

Es wird somit eine Schleifmaschine, insbesondere eine Gewindeschleifmaschine, vorgestellt mit einem Schwingkörper bzw. einer Oszillationseinheit, der bzw. die die Werkstücke aufnimmt, während des Schleifprozesses das Werkstück mittels einer Werkzeugaufnahme rotiert und gleichzeitig zur Erzeugung eines Freiwinkels während einer Umdrehung n-mal zu der Schleifscheibe hin und wieder zurück bewegt wird. Durch Variation von n kann bestimmt werden, ob und welche Zähne ausgelassen werden. Thus, a grinding machine, in particular a thread grinding machine, presented with a vibrating body or an oscillation unit, which receives the workpieces during the grinding process rotates the workpiece by means of a tool holder and at the same time to generate a clearance angle during a revolution n times to the Grinding wheel is moved back and then back. By varying n it can be determined whether and which teeth are left out.

Damit wird die Ein- und Aushubbewegung des Werkstücks ohne Verwendung einer Hinterschliffkurve flexibler und dynamischer realisiert, so dass Rüstzeiten zu reduzieren sind und auf kosten- und wartungsintensive mechanische Bauteile verzichtet werden kann. Weiterhin können kürzere Schleifzeiten erreicht werden.Thus, the input and Aushubbewegung of the workpiece without the use of a relief curve is realized more flexible and dynamic, so that set-up times are reduced and can be dispensed with cost and maintenance-intensive mechanical components. Furthermore, shorter grinding times can be achieved.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.

1 zeigt eine Ausführung des Schwingkörpers mit einem Linearmotor in einer perspektivischen Gesamtansicht. 1 shows an embodiment of the vibrating body with a linear motor in a perspective overall view.

2 zeigt die Ausführung aus 1 in einer Draufsicht. 2 shows the execution 1 in a top view.

3 zeigt die Ausführung aus 1 und 2 in einer Schnittansicht. 3 shows the execution 1 and 2 in a sectional view.

4 zeigt die Ausführung aus den 1 bis 3 in eine perspektivischen Gesamtansicht. 4 shows the execution of the 1 to 3 in a perspective overall view.

5 zeigt eine Ausführung eines Schwingkörpers mit Antriebseinheit. 5 shows an embodiment of a vibrating body with drive unit.

6 zeigt die Ausführung aus 5 in einer anderen Ansicht. 6 shows the execution 5 in a different view.

7 zeigt die Ausführung aus 5 in Draufsicht. 7 shows the execution 5 in plan view.

8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus 7. 8th shows a section along the line VIII-VIII 7 ,

9 zeigt die Ausführung aus 5 in einer Seitenansicht. 9 shows the execution 5 in a side view.

10 zeigt eine Ausführung eines Schwingkörpers mit Antriebseinheit. 10 shows an embodiment of a vibrating body with drive unit.

11 zeigt die Ausführung aus 10 in einer anderen Ansicht. 11 shows the execution 10 in a different view.

12 zeigt die Ausführung aus 10 in Draufsicht. 12 shows the execution 10 in plan view.

13 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII aus 12. 13 shows a section along the line XIII-XIII 12 ,

14 zeigt die Ausführung aus 10 in einer Seitenansicht. 14 shows the execution 10 in a side view.

15 zeigt eine Ausführung eines Schwingkörpers mit Antriebseinheit. 15 shows an embodiment of a vibrating body with drive unit.

16 zeigt die Ausführung aus 15 in einer anderen Ansicht. 16 shows the execution 15 in a different view.

17 zeigt die Ausführung aus 15 in Draufsicht. 17 shows the execution 15 in plan view.

18 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII aus 17. 18 shows a section along the line XVIII-XVIII 17 ,

19 zeigt die Ausführung aus 15 in einer Seitenansicht. 19 shows the execution 15 in a side view.

1 zeigt eine Ausführung eines Schwingkörpers, der insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist und mit einem Linearmotor 12 gekoppelt ist, so dass dieser den Schwingkörper translatorisch hin- und herbewegen kann. 1 shows an embodiment of a vibrating body, in total with the reference numeral 10 is designated and with a linear motor 12 is coupled so that it can move the oscillating body translationally back and forth.

Der Schwingkörper 10 sitzt auf einem Grundkörper 14 und ist auf diesem mittels Blattfedern 16, 17 geführt. Die Blattfedern 16, 17 dienen lediglich zur Führung. Die Hin- und Herbewegung verläuft in eine Richtung, die mit einem Doppelpfeil 18 verdeutlicht ist. Zur Bestimmung der Position, der Bewegung und der Beschleunigung des Schwingkörpers 10 ist ein Längenmesssystem 20 vorgesehen.The oscillating body 10 sits on a body 14 and is on this by means of leaf springs 16 . 17 guided. The leaf springs 16 . 17 serve only for guidance. The float goes in one direction with a double arrow 18 is clarified. To determine the position, movement and acceleration of the vibrating body 10 is a length measuring system 20 intended.

Das Längenmesssystem 20 kann ein optisches, kapazitives oder ein induktives Messsystem sein. Dieses liefert Informationen zu Position, Bewegung und Beschleunigung des Schwingkörpers 10 und kann im Rahmen einer Steuerung oder Regelung verwendet werden.The length measuring system 20 can be an optical, capacitive or an inductive measuring system. This provides information on the position, movement and acceleration of the vibrating body 10 and can be used as part of a control or regulation.

Der Linearmotor 12 umfasst einen Primärteil 22 mit zwei Hälften, zwischen denen ein Sekundärteil 24, das ebenfalls zwei Hälften umfasst, geführt ist. Zur Führung des Sekundärteils 24 in dem Primärteil 22 sind Federelemente, bspw. Blattfedern 26, vorgesehen.The linear motor 12 includes a primary part 22 with two halves, between which a secondary part 24 , which also comprises two halves, is guided. For guiding the secondary part 24 in the primary part 22 are spring elements, for example leaf springs 26 , intended.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Schwingkörper 10 über eine Kupplung (nicht dargestellt) mit dem Sekundärteil 24 verbunden, das wiederum in dem Primärteil 22 geführt ist. Die Hin- und Herbewegung des Sekundärteils bewirkt die Oszillationsbewegung des Schwingkörpers 10. Bei der Hin- und Herbewegung bewegt sich der Schwingkörper 10 zu einem feststehenden Teil 23.In the illustrated embodiment, the vibrating body 10 via a coupling (not shown) with the secondary part 24 connected, in turn, in the primary part 22 is guided. The reciprocation of the secondary causes the oscillation of the oscillating body 10 , During the reciprocation, the oscillating body moves 10 to a fixed part 23 ,

Selbstverständlich kann in einer anderen Ausführung der Linearmotor so aufgebaut sein, dass der Primärteil die Hin- und Herbewegung ausführt. In diesem Fall ist der Schwingkörper mit dem Primärteil verbunden.Of course, in another embodiment, the linear motor may be constructed so that the primary part performs the reciprocating motion. In this case, the vibrating body is connected to the primary part.

2 zeigt die Ausführung des Schwingkörpers 10 mit dem Linearmotor 12 in einer Draufsicht. Die Darstellung zeigt den Sekundärteil 24, den Primärteil 22 und das Längenmesssystem 20. Weiterhin zeigt die Darstellung einen Schaft 30 eines Werkstücks 36, das zwischen einer Zentrierspitze 32 und einem Reitstock 34 eingespannt ist. Das Werkstück 36 ist in diesem Fall ein Gewindebohrer. 2 shows the execution of the vibrating body 10 with the linear motor 12 in a top view. The illustration shows the secondary part 24 , the primary part 22 and the length measuring system 20 , Furthermore, the illustration shows a shaft 30 a workpiece 36 that is between a center point 32 and a tailstock 34 is clamped. The workpiece 36 is in this case a tap.

Das Werkstück 36 kann um seine Längsachse gedreht werden, so dass diese eine rotatorische Bewegung ausführt. Hierzu ist in dem Schwingkörper 10 ein geeigneter Antrieb vorgesehen. Entsprechend wird das Werkstück 36 gedreht bzw. rotiert, so dass dieses mit einem Werkzeug, bspw. einem Schleifwerkzeug, bearbeitet werden kann. Während der Bearbeitung führt der Schwingkörper 10 zudem eine translatorische Bewegung (Doppelpfeil 18) aus. Damit führt das Werkstück 36 während der Bearbeitung sowohl eine rotatorische Bewegung als auch eine diese rotatorische Bewegung überlagernde translatorische Bewegung aus. Der Hub, das heißt das Maß dieser Bewegung, die Geschwindigkeit und auch die Beschleunigung dieser Bewegung können sehr genau durch Ansteuerung des Linearmotors 12 vorgegeben, ohne dass es erforderlich ist, Bauteile auszutauschen.The workpiece 36 can be rotated about its longitudinal axis so that it performs a rotational movement. This is in the vibrating body 10 provided a suitable drive. Accordingly, the workpiece 36 rotated or rotated, so that this can be processed with a tool, eg. A grinding tool. During machining, the oscillating body leads 10 In addition, a translational movement (double arrow 18 ) out. This leads the workpiece 36 during machining, both a rotational movement and a translatory movement superimposed on this rotational movement. The stroke, that is the measure of this movement, the speed and also the acceleration of this movement can be controlled very precisely by driving the linear motor 12 specified, without it being necessary to replace components.

3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2. Die Darstellung zeigt den Schwingkörper 10, der für eine Oszillationsbewegung ausgelegt ist, den Grundköper 14 als feststehender Teil, den Primärteil 22 und den Sekundärteil 24 des Linearmotors 10, die Blattfedern 26 des Linearmotors 12 und somit die Blattfedern 26 der Antriebseinheit sowie die Blattfedern 16, 17 des Schwingkörpers 10. 3 shows a section along the line III-III in 2 , The illustration shows the oscillating body 10 which is designed for an oscillatory movement, the basic body 14 as a fixed part, the primary part 22 and the abutment 24 of the linear motor 10 , the leaf springs 26 of the linear motor 12 and thus the leaf springs 26 the drive unit and the leaf springs 16 . 17 of the vibrating body 10 ,

Weiterhin zeigt die Darstellung ein Kupplungselement 40, das die Antriebseinheit mit dem Schwingkörper 10 verbindet.Furthermore, the illustration shows a coupling element 40 that the drive unit with the oscillating body 10 combines.

4 zeigt den Schwingkörper 10 zusammen mit dem Linearmotor 12 aus einer anderen Perspektive. Wiederum zu erkennen ist der Schaft 30 des zu bearbeitenden Werkstücks 36. Die Blattfeder 16 ist mittels Klemmleisten 25, 27 angebracht. 4 shows the oscillating body 10 together with the linear motor 12 from a different perspective. The shaft is visible again 30 of the workpiece to be machined 36 , The leaf spring 16 is by means of terminal strips 25 . 27 appropriate.

5 zeigt einen Schwingkörper 50, der mit einer Antriebseinheit 52, in diesem Fall einem Linearmotor, verbunden ist. Der Linearmotor umfasst zwei Sekundärteile 54, die zwischen zwei Primärteilen 56 beweglich angeordnet sind. Der Schwingkörper 50 und die Antriebseinheit 52 sind auf einem Grundkörper 58 angeordnet. 5 shows a vibrating body 50 that with a drive unit 52 , in this case a linear motor, is connected. The linear motor comprises two secondary parts 54 that exist between two primary parts 56 are movably arranged. The oscillating body 50 and the drive unit 52 are on a body 58 arranged.

6 zeigt die Anordnung aus 5, wobei in dieser Darstellung eine weitere Antriebseinheit 60 zu erkennen ist, die dazu dient, ein Werkstück 62, das durch einen Werkstückhalter gehalten ist, in eine Dreh- bzw. Rotationsbewegung zu versetzen. Weiterhin zeigt die Darstellung eine erste Blattfeder 64, die über eine untere Klemmleiste 66 mit dem Grundkörper 58 und eine obere Klemmleiste 68 mit dem Schwingkörper 50 verbunden ist. Es wird bei dieser Ausführung eine durchgängige Blattfeder 64 als Federelement verwendet. Alternativ kann auch eine Anzahl von Federelementen bzw. Blattfedern nebeneinander angeordnet, ggf. auch zueinander beabstandet, verwendet werden. 6 shows the arrangement 5 , In this illustration, another drive unit 60 can be seen, which serves to a workpiece 62 , which is held by a workpiece holder to put in a rotational movement. Furthermore, the illustration shows a first leaf spring 64 , which has a lower terminal strip 66 with the main body 58 and an upper terminal strip 68 with the oscillating body 50 connected is. It is in this embodiment, a continuous leaf spring 64 used as a spring element. Alternatively, a number of spring elements or leaf springs arranged side by side, if necessary, also spaced from each other, can be used.

7 zeigt die Ausführung aus 5 in einer Draufsicht. 7 shows the execution 5 in a top view.

8 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus 7. Zu erkennen ist, dass der Schwingköper 50 vorne mit der ersten Blattfeder 64 und hinten, in Richtung der Antriebseinheit 52, mit einer zweiten Blattfeder 70 geführt ist. Die Antriebseinheit 52, insbesondere die Sekundärteile 54, ist hinten, in Richtung weg von dem Schwingkörper 50, mit einer dritten Blattfeder 72 geführt. 8th shows a section along the line VIII-VIII 7 , It can be seen that the vibrating body 50 front with the first leaf spring 64 and in the back, towards the drive unit 52 , with a second leaf spring 70 is guided. The drive unit 52 , in particular the secondary parts 54 , is behind, towards the swinging body 50 , with a third leaf spring 72 guided.

Weiterhin zeigt die Darstellung, dass die Antriebseinheit 52 bzw. die Sekundärteile 54 über eine starre bzw. feste Verbindung 80 mit dem Schwingköper 50 verbunden ist bzw. sind.Furthermore, the illustration shows that the drive unit 52 or the secondary parts 54 over a rigid or firm connection 80 with the oscillating body 50 is connected or are.

9 zeigt die Anordnung in einer Seitenansicht. 9 shows the arrangement in a side view.

10 zeigt eine weitere Ausführung eines Schwingkörpers 100, der mit einem Linearmotor 102 als Antriebseinheit verbunden ist. Der Linearmotor 102 umfasst zwei Sekundärteile 104, die zwischen zwei Primärteilen 106 mit einem Schwert geführt sind. Der Schwingkörper 100 und der Linearmotor 102 sind auf einem Grundkörper 108 angeordnet. 10 shows a further embodiment of a vibrating body 100 that with a linear motor 102 is connected as a drive unit. The linear motor 102 includes two secondary parts 104 that exist between two primary parts 106 are led with a sword. The oscillating body 100 and the linear motor 102 are on a body 108 arranged.

11 zeigt die Anordnung aus 10, wobei in dieser Darstellung eine weitere Antriebseinheit 110 zu erkennen ist. Mit dieser kann ein Werkstück 112 um eine Achse gedreht werden. Außerdem zeigt die Darstellung eine erste Blattfeder 114, die über eine untere Klemmleiste 116 mit dem Grundkörper 108 und eine obere Klemmleiste 118 mit dem Schwingkörper 100 verbunden ist. Auch bei dieser Ausführung wird eine durchgängige Blattfeder 114 als Federelement verwendet. Ebenso kann alternativ eine Anzahl von Federelementen bzw. Blattfedern, die nebeneinander angeordnet sind, ggf. auch zueinander beabstandet, verwendet werden. 11 shows the arrangement 10 , In this illustration, another drive unit 110 can be seen. This can be a workpiece 112 to be rotated around an axis. In addition, the illustration shows a first leaf spring 114 , which has a lower terminal strip 116 with the main body 108 and an upper terminal strip 118 with the oscillating body 100 connected is. Also in this embodiment is a continuous leaf spring 114 used as a spring element. Likewise, alternatively, a number of spring elements or leaf springs, which are arranged side by side, if necessary, also spaced from each other, can be used.

12 zeigt die Ausführung aus 10 in einer Draufsicht. 12 shows the execution 10 in a top view.

13 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII aus 7. Zu erkennen ist, dass der Schwingköper 100 vorne mit der ersten Blattfeder 114 und hinten, in Richtung der Antriebseinheit 102, mit einer zweiten Blattfeder 120 geführt ist. Die Antriebseinheit 102, insbesondere die Sekundärteile 104, ist hinten, in Richtung weg von dem Schwingkörper 100, mit einer dritten Blattfeder 122 geführt. 13 shows a section along the line XIII-XIII 7 , It can be seen that the vibrating body 100 front with the first leaf spring 114 and in the back, towards the drive unit 102 , with a second leaf spring 120 is guided. The drive unit 102 , in particular the secondary parts 104 , is behind, towards the swinging body 100 , with a third leaf spring 122 guided.

Weiterhin zeigt die Darstellung, dass die Antriebseinheit 102 bzw. der Sekundärteil 104 über Kupplung 130 mit dem Schwingköper 100 verbunden. Bei dieser Ausführung bietet es sich an, im vorderen Bereich der Antriebseinheit 102 bzw. des Sekundärteils 104 eine weitere Blattfeder vorzusehen.Furthermore, the illustration shows that the drive unit 102 or the secondary part 104 via clutch 130 with the oscillating body 100 connected. In this version, it lends itself to being in the front area of the drive unit 102 or the secondary part 104 to provide another leaf spring.

Die eingesetzten Blattfedern als Federelemente ermöglichen eine genaue Führung in Richtung der durch die Antriebseinheit 102 ausgeführten, bezogen auf das Sekundärteil 104, und bewirkten, bezogen auf den Schwingkörper 100, Hubbewegung, ohne dass es zu einer seitlichen, senkrecht zur Hubbewegung gerichteten Bewegung kommt. Es erfolgt ggf. lediglich eine geringe Auf- und Abbewegung des Schwingkörpers 100.The leaf springs used as spring elements allow accurate guidance in the direction of the drive unit 102 executed, based on the secondary part 104 , and caused, based on the vibrating body 100 , Lifting movement, without causing a lateral, directed perpendicular to the lifting movement. If necessary, there is only a slight up and down movement of the oscillating body 100 ,

14 zeigt die Anordnung in einer Seitenansicht. 14 shows the arrangement in a side view.

15 zeigt eine weitere Anordnung mit einem Schwingköper 150 und einer Antriebseinheit 152, wobei diese als Piezoantrieb ausgebildet ist. Dieser Antrieb umfasst einen Stab 154, dessen Länge sich durch Anlegen einer elektrischen Größe, insbesondere einer elektrischen Spannung, variieren lässt. 15 shows a further arrangement with a vibrating body 150 and a drive unit 152 , which is designed as a piezo drive. This drive includes a rod 154 whose length can be varied by applying an electrical quantity, in particular an electrical voltage.

Weiterhin zeigt die Darstellung einen Anschlag 156, an dem der Stab 154 an seinem dem Schwingkörper 150 entgegengesetzten Ende angreift. Dieser Anschlag 156 ist fest mit einem Grundkörper 158 verbunden.Furthermore, the illustration shows a stop 156 at which the staff 154 at his the oscillating body 150 opposite end attacks. This stop 156 is solid with a body 158 connected.

Wie 16 zu entnehmen ist, ist der Schwingköper 150 ist über eine erste Blattfeder 160, die über Klemmleisten 162, 164 angebracht ist, mit dem Grundkörper 158 verbunden. Auch diese Blattfeder 160, die als Federelement dient, kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein.As 16 it can be seen, is the vibrating body 150 is over a first leaf spring 160 that have terminal strips 162 . 164 is attached, with the main body 158 connected. Also this leaf spring 160 , which serves as a spring element, may be formed in one or more parts.

17 zeigt die Anordnung in einer Draufsicht. Ein Schnitt entlang der Linie XVIII-XVIII in 17 ist in 18 dargestellt. Diese Darstellung zeigt die erste Blattfeder 160 im vorderen Bereich des Schwingkörpers 150 und eine zweite Blattfeder 170 im hinteren Bereich des Schwingkörpers 150. 17 shows the arrangement in a plan view. A section along the line XVIII-XVIII in 17 is in 18 shown. This illustration shows the first leaf spring 160 in the front area of the oscillating body 150 and a second leaf spring 170 in the rear area of the oscillating body 150 ,

Eine Längenänderung des Stabs 154 bewirkt somit eine Hubbewegung des Schwingkörpers 150, die durch die beiden Blattfedern 160, 170 geführt ist.A change in length of the rod 154 thus causes a lifting movement of the oscillating body 150 passing through the two leaf springs 160 . 170 is guided.

Die Verbindung zwischen dem Stab 154 und dem Schwingkörper 150 kann als feste bzw. starre Verbindung oder auch als Kupplung ausgebildet sein.The connection between the rod 154 and the vibrating body 150 can be designed as a fixed or rigid connection or as a coupling.

Eine Seitenansicht der Anordnung ist in 19 wiedergegeben.A side view of the arrangement is in 19 played.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10225514 B4 [0008]
DE 19928950 A1 [0009]
DE 19847378 A1 [0010]
DE 19653233 A1 [0011]

Claims

Grinding machine with a drive unit and a vibrating body, which are connected to each other, so that a translational movement of the drive unit is to be transmitted in a translational movement of the vibrating body, wherein the vibrating body comprises a workpiece holder and is guided by at least one spring element.

Grinding machine according to claim 1, wherein at least one spring element, a leaf spring is provided.

Grinding machine according to claim 1 or 2, wherein the drive unit is a linear motor.

Grinding machine according to claim 1 or 2, wherein the drive unit is a piezo drive.

Oscillating body for a grinding machine, in particular for a grinding machine according to one of claims 1 to 4, wherein the oscillating body comprises a workpiece holder and a guide, wherein the guide is given by at least one spring element.

Oscillating body according to claim 5, with a further drive unit, with which the tool holder is to be set in a rotational movement.

Method for processing a workpiece by means of a grinding tool, in particular with a grinding machine according to one of claims 1 to 4, wherein the workpiece with a vibrating body, in particular a vibrating body according to claim 5 or 6, with respect to the grinding tool is moved translationally.

The method of claim 7, wherein the workpiece is additionally rotatably moved with a further drive unit in the oscillating body.

The method of claim 7 or 8, which is used for thread grinding.

Computer program with program code means for carrying out a method according to one of claims 7 or 8, when the computer program is executed on a computer.