DE1402285A1

DE1402285A1 - Automatic control device on machine tools

Info

Publication number: DE1402285A1
Application number: DE19581402285
Authority: DE
Inventors: Hans Donath
Original assignee: INST DATENVERARBEITUNG
Current assignee: INST DATENVERARBEITUNG
Priority date: 1958-02-14
Filing date: 1958-02-14
Publication date: 1969-01-30

Description

'@ Selbsttätig wirkende Regeleinrichtung an Werkzeugmaschinen " Werkzeugmaschinen werden bekanntlich seit langem in den verschiedensten Ausführungen in der Technik angewandt, insbesondere zum Drehen, Fräsen, Bohren, Hobeln und Schleifen von Werkstücken aller Art.'@ Automatic control device on machine tools "Machine tools are known for a long time in various designs in technology used, in particular for turning, milling, drilling, planing and grinding workpieces all kinds.

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb derartiger Werkzeugmaschinen, der -leichzeitig eine selbsttätiüe Regeleinrichtung bezü@l. der auftretenden Drehzahlen und Vorschübe darstellt.The invention relates to the drive of such machine tools, the -at the same time an automatic control device referring to. the occurring speeds and represents feed rates.

In Erkenntnis der Tatsachen, daß die früher üblichen Antriebe der Werkzeugmaschinen einen starren Antrieb darstellen und die Einstellung der Drehzahlen und Vorschübe über Schaltgetriebe oder stufenlos regelbare Getriebe auf Grund von jahrelangen Erfahrungen und Versuchsreihen basierte, ergaben sich bei der Bearbeitung von Werkstücken stets unterschiedliche Ergebnisse hinsichtlich der Güte der erzeugten Oberflächen. Bei höherer Leistung der WerkzeuGmaschinen bezügl. Drehzahl oder Spanabhebung trat das bekannte Rattern ein, das wiederum die Oberflächengüte der bearbeiteten Flächen sehr stark herabminderte.In recognition of the facts that the earlier common drives of the Machine tools represent a rigid drive and the setting of the speeds and feeds via gearboxes or continuously variable gears based on Years of experience and series of tests resulted in the processing of workpieces always different results in terms of the quality of the generated Surfaces. With higher performance of the tool machines with regard to Speed or chip removal the well-known rattle occurred, which in turn reduced the surface quality of the machined Very much reduced areas.

Auf Grund neuerer Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß das Rattern der ;'ierkzeugmaschinen nicht, wie ursprünglich angenommen, ausschließlich auf Schwingungserscheinungen zurückzuführen ist, sondern daß bei dem bisher üblichen starren Antrieb die Gesetze der nicht beachtet worden sind.On the basis of recent investigations it has been found that the The rattling of the machine tools is not, as originally assumed, exclusively is due to vibration phenomena, but that in the case of the previously usual rigid drive the laws that have not been observed.

Der Antrieb von Werkzeugmaschinen wird zunächst in 2 Zweige gespalten; einerseits dem Antrieb der Spindel und andererseits dem, ,Antrieb des Vorschubs: Beide Leistungen fließen über die Schneide wieder zusammen. Nach den Gesetzen der Leistungsverzweigung müssen demzufolge '2 Gleichgewichtszustände zu gleicher Zeit erfüllt sein und zwar die Summe aller Leistungen = Null, und die Summe aller Momente oder die Summe aller bezogenen Gesch:windigkeiten muß ebenfalls Null sein.The drive of machine tools is first split into 2 branches; on the one hand the drive of the spindle and on the other hand the,, drive of the feed: Both services flow together again via the cutting edge. According to the laws of Need to split power consequently '2 states of equilibrium be fulfilled at the same time, namely the sum of all services = zero, and the The sum of all moments or the sum of all related speeds must also Be zero.

Da dieses praktisch auch auf Grund von jahrelangen Versuchsreihen nicht einwandfrei zu ermitteln ist, sieht die Erfindung die Einschaltung eines Differential-Getriebes in 2orm eines Umlaufrädergetriebes vor, das die gel orderten Gleichgewichtszustände selbsttätig durch Einstellung entsprechender Drehzahlen sichert. Damit werden alle bisher auftretenden Schi.,i.erigkeiton und Mängel des Antriebs beseitigt und das gefürchtete Rattern vermieden.Because this is practically also based on years of test series cannot be determined properly, the invention provides for the inclusion of a differential gear in 2orm of an epicyclic gear, which the gel ordered states of equilibrium secures automatically by setting the appropriate speeds. With it all will previously occurring ski., i.erigkeiton and deficiencies of the drive eliminated and that dreaded rattle avoided.

Der neue Antrieb stellt sich entsprechend der Schneidegeometrie, d.h. der Wahl der entsprechenden Winkel, an den Scluieiden ein und ergibt sich dadurch eine selbsttätig wirkende Regeleinrichtung, welche die Gleichgevrichtszus-b"nde sichert. Dadurch entsteht ein stets sauberer 2-!Ließspan und eine bisher unerreichte. Oberflächen";ü-L-e.The new drive adjusts itself according to the cutting geometry, i.e. the choice of the appropriate angle on the Scluieiden and results from it an automatically acting control device, which connects the rectifier secures. This creates an always clean 2-! Ließspan and a previously unattainable one. Surfaces "; ü-L-e.

Bei Anordnung von Umlaufrädergetrieben mit 3 laufenden Wellen stellen sich entsprechend den vorgegebenen I.'orienten -Verhältnisse entsprechend der Leistungszweige - die Drehzahlen automatisch ein. Das bedeutet, daß bei Änderung; des Spanverhältnissea sich selbsttätig die Drehzahl ändert, sofern nicht durch zwischengeschaltete Wechselgetriebe die Momenten-Verhältnisse geändert werden. Beispielsweise tritt beim 2landrehen von innen nach außen automatisch eine rung ein, welche die höchste Oberfläcneng^üte sicherstellt. Bisher war dieses an Werkzeugmaschinen nur durch eine elektronische. Steu=erung mit sehr großem Aufwand zu erreichen. Die Erfindung stellt somit eine einfacbe'Lösung .mit den geringsten Stör-Anfälligkeiten dar. Die selbsttätig wirkende Regeleinrichtung der Erf"Indung ist vielseitig anwendbar und zeigt durch Drehzahl-Änderung jede Veränderung des zu bearbeitenden Werk- Stoffes, jede Veränderung des Spanquerschnitts und jede mechanische Veränderung an der Werkzeugmaschine selbsttätig an. Sie sichert in jedem Falle die optimalen Leistungsverhältnisse und ergibt neue Grundlagen für die gesamte Zerspanung mittels Werkzeugmaschinen.When using epicyclic gears with 3 rotating shafts according to the given I.'orienten conditions according to the service branches - the speeds are set automatically. This means that if there is a change; of the chip ratio a the speed changes automatically, if not through an intermediate gearbox the moment ratios can be changed. For example, when turning on two sides from the inside to the outside, automatically introducing the highest surface quality ensures. Up to now this was only possible with an electronic one on machine tools. To achieve control with very great effort. The invention thus provides a simple solution with the lowest susceptibility to interference Control device of the invention is versatile and shows by changing the speed any change in the work to be processed Matter, every change of the chip cross-section and every mechanical change on the machine tool automatically at. In any case, it ensures the optimal performance ratios and results in new ones Basics for all machining using machine tools.

Die Veränderung der Drehzahlverhältnisse kann mit bekannten Mitteln, wie Drehzahl-Regler, seitens der Spindel-Umdrehung ' oder auch seitens des Vorschub-Antriebs in allen gewünschten Grenzen gehalten werden. Beispielsweise kann durch Fliehkraftschalter bei Überschreiten oder Unterschreiten von Drehzahlen ein sofortiges Stillsetzen des Antriebs erreicht werden.The change of the speed ratios can be done with known means, like speed controller, on the part of the spindle revolution 'or on the part of the feed drive be kept within all desired limits. For example, by centrifugal switch Immediate shutdown if the speed is exceeded or not reached of the drive can be achieved.

Andererseits ist es auch möglich, durch Zwischenschaltung von öchaltgetrieben oder stufenlos regelbaren Getrieben aas Drehzahl Verhältnis in gewünschten Grenzen zu halten. Durch die Drehzahl-Anzeige lassen sich im Betrieb der Werkzeugmaschinen die Leistungsverhältnisse eindeutig anzeigen und ist somit eine Überlastung der Wekzeugmaschinen sichtlich erkennbar.On the other hand, it is also possible through the interposition of manual gearboxes or continuously variable gears aas speed ratio within the desired limits to keep. The speed display can be used during operation of the machine tools clearly show the power ratios and is therefore an overload of the Machine tools clearly recognizable.

-In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung eines Regelgetriebes zum Antrieb von Werkzeugmaschinen gezeigt. Bei den Werkzeugmaschinen sind durchweg laufende Arbeitsspindeln und Vorschubspindeln gebräuchlich.-In the drawing is an example of an embodiment of a variable speed gearbox shown for driving machine tools. With the machine tools are consistently running work spindles and feed spindles in use.

In caer gezeichneten Aus sitzt beispielsweise das Gehäuse des Umlauf-Rädergetriebes 3 fest auf der Arbeitsspindel 1 und ist dasselbe als zweistufiges Stirnrad-Umlaufrädergetriebe ausgebildet. Die Arbeitsspindel bist nur teilweise gezeichnet mit dem Endlager 2. Im Getriebegehäuse 3 sind in bekannter Weise die Planetenräder gelagert in der zweistufigen Ausführung mit den Stirnrädern 4 und 59 die auf einer gemeinsamen Achse 6 festsitzen. Das Sonnenrad ? sitzt fest auf der Welle 89 die im Getriebeteil 11 gelagert ist und wird von der Welle 8 an der Riemenscheibe 99 wie A der Antrieb der Vorschubspindel der Werkzeugmaschine, angetrieben.In caer drawn from sits, for example, the housing of the epicyclic gear train 3 firmly on the work spindle 1 and is the same as a two-stage spur gear educated. The work spindle is only partially drawn with the end bearing 2. in the Gear housing 3 are mounted in a known manner, the planet gears in the two-stage Version with spur gears 4 and 59 that are stuck on a common axis 6. The sun gear? sits firmly on the shaft 89 which is mounted in the transmission part 11 and is driven by the shaft 8 on the pulley 99 like A for the feed screw the machine tool, driven.

Die Lagerbuchse 11 ist einerseits fest verbunden mit dem zweiten Sonnenrad 12 und andererseits mit der Riemenscheibe 10, auf welcher der Gesamtantrieb der Werkzeugmaschine bei B eingeleitet wird. Dabei ist es vorteilhafte an der Ableitung A sowie auch an der Zuleitung B ein Schaltgetriebe oder ein stufenlos regelbares Getriebe einstellen zu können.The bearing bush 11 on the one hand fixedly connected with the second sun gear 12 and on the other hand introduced to the pulley 10, on which the total drive of the machine tool at B. It is advantageous to be able to set a gearbox or a continuously variable gearbox on line A as well as on supply line B.

Es ist weiterhin ebenso mögliche das Getriebe 3 auf einer Vorlegewelle der Werkzeugmaschine zu montieren und damit die Ar^-beitsspindel 1 direkt oder übersetzt anzutreiben.The transmission 3 on a countershaft is also possible to assemble the machine tool and thus the work spindle 1 directly or translated to drive.

Claims

P atent an s , p r ü che rr i 1) Automatic control device on machine tools with a work spindle and a feed drive; characterized in that the work spindle and the drive of the feed receive their input via a differential gear, the spindle and the feed being connected directly or translated to a link of the differential gear.

2) Automatic control device on machine tools with several work spindles and feeds; characterized in that the work spindles and the drive of the feeds their drive via a differential gear with several Links received, each with a spindle with one link of the differential .tial gear connected directly or translated.

3) Automatic control device on Machine tools with a work spindle and a feed drive according to claim 1); characterized in that the U running speeds of the work spindle or the feed drive via a speed controller, the rotational speed of the Work spindle or the feed drive.

4) Automatic control device on machine tools according to claims 1) - 3); characterized in that with a free link of a multi-link differential gear a control device of the Speed of a working member is coupled, which is the action white of the working member influenced.