DE19838505A1

DE19838505A1 - Tool revolving unit for CNC controlled turning machine simulating Y axis with tool spindle having C-axis with feed rotation movement

Info

Publication number: DE19838505A1
Application number: DE19838505A
Authority: DE
Inventors: Helmut Friedrich Link
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-02

Abstract

The tool revolving unit is designed so that in the revolver head (22) is arranged a bearing system (52) compared to this rotatable about the operating axis (18), for a tool drive shaft (54) carrying the driven gear (64) of the angle drive (62). The tool drive shaft defines a work position for a tool reception (26) of the revolver head (22) assigned to a rotatable tool (32,34). A tool drive coupling is provided between the tool drive shaft (54) and the tool spindle (36) of the tool rotationally drivable respectively in a working position. The coupling has at least two coupling elements (100a,100b) disengageable or engageable relative to each other by the rotation of the revolver head about the operating axis (18) relative to the bearing system (52). One of which is connected rotation proof with the tool drive shaft, and the other is connected at least rotation proof with the tool spindle. The bearing system is connectable rotation proof by a first operable coupling (72b,16b) with the revolver head (22).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugrevolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine mit einer eine C-Achse (Rundvorschub) aufweisenden Werkstück spindel.The invention relates to a tool turret device for a CNC controlled lathe simulating a Y axis with a workpiece with a C-axis (circular feed) spindle.

Um die Erfindung im folgenden einfacher beschreiben zu kön nen, werden die bei Drehmaschinen üblichen Achsen eingeführt, welche wie folgt definiert sind:In order to be able to describe the invention more easily in the following the axes common to lathes are introduced, which are defined as follows:

Z-Achse = Vorschubbewegung in Richtung der Werkstückspindel achse;Z axis = feed movement in the direction of the workpiece spindle axis;

X-Achse = Vorschubbewegung in Richtung einer zur Z-Achse senkrechten Achse;X-axis = feed movement in the direction of one to the Z-axis vertical axis;

Y-Achse = Vorschubbewegung in Richtung senkrecht zu der von der Z-Achse sowie der X-Achse definierten Ebene;Y axis = feed movement in the direction perpendicular to that of the Z-axis and the X-axis defined plane;

C-Achse = Vorschubbewegung (Drehbewegung) der Werkstück spindel um die Z-Achse - sogenannte Rundachse der Werkstück spindel.C-axis = feed movement (rotary movement) of the workpiece spindle around the Z axis - the so-called rotary axis of the workpiece spindle.

Drehmaschinen, bei denen weder die Werkstückspindel, noch ein Werkzeugträger, wie ein Werkzeugrevolver, senkrecht zu der von der Z-Achse und der X-Achse definierten Ebene verschieb bar ist, besitzen also keine echte Y-Achse, d. h. sie lassen keine Vorschubbewegung eines Werkzeugs relativ zu dem zu be arbeitenden Werkstück in Richtung dar Y-Achse zu. Lathes where neither the workpiece spindle, nor a Tool carrier, like a tool turret, perpendicular to the from the Z-axis and the X-axis defined plane bar, so they have no real Y axis, i.e. H. let them no feed movement of a tool relative to the be working workpiece in the direction of the Y axis.

Die DE-33 28 327-C der Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky beschreibt nun einen CNC-gesteuerten Drehautomaten, bei dem eine Vorschubbewegung eines angetriebenen Revolver werkzeugs relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück in Rich tung der Y-Achse simuliert wird, und zwar durch Interpolation des Rundvorschubs der Werkstückspindel (C-Achse), des Rund vorschubs des Werkzeugrevolvers und der Vorschubbewegung des Werkzeugrevolvers in Richtung der X = Achse. Bei eine Y-Achse simulierendem Drehautomaten verläuft die Schaltachse, um wel che der Werkzeugrevolver (Revolverkopf) drehbar ist, parallel zur Werkstückspindelachse und damit in Richtung der Z-Achse. Bei der bekannten Konstruktion wird der Revolverkopf von einem als Hohlwelle gestalteten und mit der Revolverkopf- Schaltachse koaxialen Revolverschaft getragen, in dem eine mit der Schaltachse gleichfalls koaxiale Zentralwelle drehbar gelagert ist, im Revolverkopf sind mehrere bezüglich der Schaltachse radial ausgerichtete, drehantreibbare Werkzeuge mittels Werkzeugspindeln drehbar gelagert, und alle diese Werkzeuge befinden sich über ein im Revolverkopf angeordnetes Winkelgetriebe in ständiger Antriebsverbindung mit der Zen tralwelle, wobei Bestandteile dieses Winkelgetriebes ein an der Zentralwelle angebrachtes, ein Eintriebszahnrad bildendes erstes Kegelrad sowie sich mit diesem ständig in Eingriff be findliche zweite Kegelräder sind, deren jedes an einer der Werkzeugspindeln angebracht ist. Die Zentralwelle wird von einem ersten Motor angetrieben, während ein zweiter Motor für den Rundvorschub der Werkstückspindel (C-Achse) den Revolver schaft über ein Schneckengetriebe antreibt.DE-33 28 327-C from Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky now describes a CNC-controlled automatic lathe, in which a feed movement of a driven turret tool relative to the workpiece to be machined in Rich device is simulated by interpolation the circular feed of the workpiece spindle (C-axis), the round feed of the tool turret and the feed movement of the Tool turret in the direction of the X = axis. With a Y axis simulating automatic lathe, the switching axis runs around wel surface of the tool turret (turret) can be rotated in parallel to the workpiece spindle axis and thus in the direction of the Z axis. In the known construction, the turret from one designed as a hollow shaft and with the turret Shift axis coaxial revolver shaft carried in one central shaft can also be rotated with the shift axis is stored, there are several in the turret with respect to the Switch axis radially aligned, drivable tools rotatably supported by tool spindles, and all of these Tools are located above a one located in the turret Angular gear in constant drive connection with the Zen tralwelle, with components of this bevel gear on attached to the central shaft, forming an input gear first bevel gear and constantly engaged with it are sensitive second bevel gears, each on one of the Tool spindles is attached. The central shaft is from a first motor driven, while a second motor for the round feed of the workpiece spindle (C-axis) the turret drives shaft via a worm gear.

Bei dem Drehautomaten nach der DE-33 28 327-C werden also während des Arbeitens mit einem rotierenden Werkzeug auch stets alle anderen drehantreibbaren Werkzeuge angetrieben; außerdem hat ein Rundvorschub des Revolverkopfs zwecks Simu lierung einer Y-Achse stets zur Folge, daß dem Drehantrieb der Werkzeuge eine zusätzliche Werkzeugdrehung überlagert wird, da sich beim Drehen des Revolverkopfs die Kegelräder der Werkzeugspindeln auf dem Kegelrad der Zentralwelle ab wälzen; dieser Effekt ist z. B. beim Abwälzfräsen von Ver zahnungen zumindest störend, da dieses Bearbeitungsverfahren eine exakte Koppelung zwischen der Drehung des Fräswerkzeugs und der Werkstückdrehung erfordert, so daß die bekannte Kon struktion eine solche Herstellung von Verzahnungen entweder nicht zuläßt oder eine aufwendige Drehwinkel-Überwachung und -Steuerung des Antriebs für die Zentralwelle erforderlich macht.So in the automatic lathe according to DE-33 28 327-C while working with a rotating tool too always driven all other tools that can be driven by rotation; also has a round feed of the turret for the purpose of Simu lation of a Y axis always the consequence that the rotary drive an additional tool rotation is superimposed on the tools because the bevel gears turn when the turret is turned the tool spindles on the bevel gear of the central shaft roll around; this effect is e.g. B. when hobbing from Ver serrations at least annoying because of this machining process an exact coupling between the rotation of the milling tool and the workpiece rotation required, so that the known Kon structure such a manufacture of gears either does not allow or a complex rotation angle monitoring and -Control of the drive for the central shaft required makes.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug revolvereinrichtung für eine CNC-gesteuerte, eine Y-Achse simulierende Drehmaschine zu schaffen, mit der sich die vor stehend aufgezeigten Probleme des sich aus der DE-33 28 327-C ergebenden Drehautomaten lösen lassen.The invention was based on the object of a tool turret device for a CNC-controlled, Y-axis to create simulating lathe with which the front standing problems identified from DE-33 28 327-C have the resulting automatic lathe released.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Werkzeugrevol vereinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the tool turret device according to claim 1 solved.

Die erfindungsgemäße Werkzeugrevolvereinrichtung läßt es zu, jeweils nur das sich gerade in Arbeitsposition befindliche drehantreibbare Werkzeug anzutreiben und verhindert, daß sich das mit der Werkzeugspindel dieses Werkzeugs drehfest verbun dene Zahnrad des Winkelgetriebes auf dessen Eintriebszahnrad abwälzt, während der Revolverkopf zwecks Simulierung einer Y-Achse um die Revolverschaltachse gedreht wird.The tool turret device according to the invention allows only the one currently in the working position to drive rotary tool and prevents that is connected to the tool spindle of this tool in a rotationally fixed manner dene gear of the bevel gear on its input gear rolls while the turret is used to simulate a Y axis is rotated around the turret switch axis.

Da drehantreibbare Werkzeuge, wie Fräser zur Herstellung von Verzahnungen durch Abwälzfräsen, aber auch Gewindeschneid werkzeuge, Drehwinkel-positionsgenau zum Einsatz gebracht werden müssen, empfiehlt es sich, die erfindungsgemäße Werk zeugrevolvereinrichtung so auszubilden, daß ausgeschlossen wird, daß sich Werkzeuge während des Weiterschaltens des Revolverkopfs, sowie sich nicht in Arbeitsposition befind liche Werkzeuge verdrehen können; diesem Zweck dienende Maß nahmen lassen sich der EP-0 596 956-B der Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky entnehmen; der Inhalt dieses Dokuments ist deshalb auch als Gegenstand der vorliegenden Anmeldung zu betrachten.There tools that can be driven in rotation, such as milling cutters for the production of Gear cutting by hobbing, but also thread cutting tools, used for precise angles of rotation must be, it is recommended to work the invention Train revolver device so that excluded will that tools during the indexing of the Revolver head, as well as not in the working position can twist tools; measure serving this purpose EP-0 596 956-B from Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn &Tessky; the content of this document is therefore also the subject of the present application consider.

Der Rundvorschub des Revolverkopfs zwecks Simulierung einer Y-Achse sollte mittels eines spielfreien Antriebs hoher Auf lösung und Steifigkeit erfolgen; andererseits wird von moder nen Drehmaschinen gefordert, daß sich der Revolverkopf inner halb kürzester Zeiten um die Revolverschaltachse weiterschal ten, d. h. von einer Arbeitsposition in eine andere Arbeits position drehen läßt. Diese Forderungen lassen sich ver gleichsweise einfach mit einer erfindungsgemäßen Werkzeug revolvereinrichtung erfüllen, welche gekennzeichnet ist durch ein mit dem Revolverkopf drehfest verbundenes, mit der Schaltachse koaxiales Zahnrad sowie eine mit diesem in Ein griff bringbare Zahnstange, welche mittels eines Servomotors und eines von letzterem angetriebenen Kugelgewindetriebs in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Da entsprechende Forde rungen auch an die Werkstückspindel zu stellen sind (einerseits spielfreier Antrieb hoher Auflösung und Steifig keit bei simuliertem Y-Vorschub und andererseits hohe Dreh zahlen für normale Drehbearbeitungen), empfiehlt es sich, auch ein mit der Werkstückspindel drehfest verbundenes, mit deren Achse koaxiales Zahnrad sowie eine mit diesem in Ein griff bringbare Zahnstange vorzusehen, welche mittels eines Servomotors und eines von letzterem angetriebenen Kugelge windetriebs in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist.The rotary feed of the turret for the purpose of simulating one Y-axis should be high on a backlash-free drive solution and rigidity occur; on the other hand, from moder NEN lathes required that the turret inside half-shortest times around the revolver shutter axis ten, d. H. from one working position to another working position can be rotated. These demands can be met equally simple with a tool according to the invention turret device, which is characterized by a rotatably connected to the turret, with the Shift axis coaxial gear and one with this in one handle rack, which can be brought by means of a servo motor and a ball screw drive driven by the latter in is longitudinally displaceable. Because corresponding requirements must also be placed on the workpiece spindle (On the one hand, play-free drive with high resolution and stiffness speed with simulated Y feed and on the other hand high rotation pay for normal turning), it is recommended also a non-rotatably connected with the workpiece spindle, with whose axis coaxial gear and one with this in one handle rack to provide, which by means of a Servo motor and a Kugelge driven by the latter wind drive is displaceable in its longitudinal direction.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus den Ansprüchen 2 bis 10 sowie 13 und 14, der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichneri schen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungs form der erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvereinrichtung; in der Zeichnung zeigen:Other features, advantages and details of the invention he give themselves from claims 2 to 10 and 13 and 14, the following description and the accompanying drawings representation of a particularly advantageous embodiment form of the tool turret device according to the invention; in the drawing shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Werkzeugrevolvereinrich tung samt dem diese tragenden, in Richtung der X-Achse verschiebbar geführten Maschinen schlitten, wobei die Schnittebene senkrecht zur Revolverschaltachse und damit parallel zur X-Achse sowie durch die Achsen der Werkzeug spindeln für die vom Revolverkopf getragenen drehantreibbaren Werkzeuge verläuft; Fig. 1 shows a section through the tool turret device together with the carrying, slidably guided in the direction of the X-axis machines, the cutting plane perpendicular to the turret axis and thus parallel to the X-axis and through the axes of the tool spindles for those carried by the turret rotatable tools runs;

Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden, jedoch nach der Linie 2-2 in Fig. 3 verlaufenden Schnitt, und Fig. 2 corresponding to FIG. 1, but running along the line 2-2 in Fig. 3, and

Fig. 3 einen Schnitt durch die Werkzeugrevolvereinrich tung gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2. Fig. 3 a section through the Werkzeugrevolvereinrich processing according to the line 3-3 in Fig. 2.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen in Richtung der X-Achse der nicht dargestellten Drehmaschine verlaufende Führungsschienen 10, auf und an denen ein in Richtung der X-Achse beweglicher Maschinenschlitten 12 geführt ist - die Richtung der X-Achse wurde in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Auf dem Maschinenschlitten 12 ist ein gehäuseartiger Revolverkopf träger 14 befestigt, in dem ein als Hohlwelle gestalteter und in Fig. 3 dargestellter Revolverschaft 16 um eine im Zentrum dieser Hohlwelle verlaufende Revolverschaltachse 18 drehbar und in Richtung dieser Achse etwas verschiebbar gelagert ist. Die Schaltachse 18 verläuft senkrecht zur Richtung der X-Achse und in Richtung der Z-Achse der nicht dargestellten Drehmaschine, d. h. parallel zu der in Fig. 1 angedeuteten Achse 20 einer nicht gezeichneten Werkstückspindel der Dreh maschine. Wie die Fig. 3 erkennen läßt, ragt der Revolver schaft 16 gemäß Fig. 3 nach links aus dem gehäuseartigen Revolverkopfträger 14 heraus, und am gemäß Fig. 3 linken Ende des Revolverschafts ist ein Revolverkopf 22 befestigt. Dieser hat über seinen Umfang verteilt mehrere (hier 12) Werkzeug stationen 24, deren jede über eine bezüglich der Revolver schaltachse radial orientierte Werkzeugaufnahme 26 zum Ein setzen eines Werkzeughalters für ein drehantreibbares Werk zeug verfügt. Die Fig. 1 und 3 zeigen zwei solche in den Revolverkopf 22 eingesetzte Werkzeughalter 28 und 30 mit jeweils einem Werkzeug 32 bzw. 34, wobei es sich bei dem Werkzeug 32 um einen Fräser und bei dem Werkzeug 34 um einen Bohrer handelt. Jeder Werkzeughalter hat eine bezüglich der Revolverschaltachse 18 gleichfalls radial orientierte Werk zeugspindel 36, welche im Werkzeughalter drehbar und axial unverschiebbar gelagert sowie mit dem zugehörigen Werkzeug zumindest drehfest verbunden ist. Wie aufgrund der nach folgenden Beschreibung noch verständlich werden wird, müssen die Werkzeugspindeln 36 jedoch nicht unbedingt radial verlau fen - bei Verwendung eines Winkelgetriebes für den Antrieb der Werkzeuge könnten bei entsprechender Gestaltung des Winkelgetriebes die Werkzeugspindelachsen mit der radialen Richtung grundsätzlich auch einen Winkel bilden. Figs. 1 to 3 show in the X-axis of the lathe, not shown, extending guide rails 10, on and to which a movable in the direction of X-axis machine slide 12 is guided - the direction of the X-axis has been shown in Fig 1 by. indicated a double arrow. On the machine slide 12 , a housing-like turret carrier 14 is fastened, in which a turret 16 designed as a hollow shaft and shown in FIG. 3 is rotatable about a turret switching axis 18 running in the center of this hollow shaft and is mounted somewhat displaceably in the direction of this axis. The switching axis 18 runs perpendicular to the direction of the X axis and in the direction of the Z axis of the lathe, not shown, ie parallel to the axis 20 indicated in FIG. 1 of a workpiece spindle of the lathe, not shown. As can be seen in FIG. 3, the turret shaft 16 according to FIG. 3 protrudes to the left out of the housing-like turret carrier 14 , and a turret 22 is attached to the left end of the turret shaft according to FIG. 3. This has distributed over its circumference several (here 12) tool stations 24 , each of which has a radially oriented tool holder 26 with respect to the turret switching axis for inserting a tool holder for a tool which can be driven in rotation. The two FIGS. 1 and 3 show those in the turret 22 employed tool holders 28 and 30, each with a tool 32 or 34, wherein it is in the tool 32 to a router and in which tool 34 is a drill bit. Each tool holder has a tool spindle 36 which is likewise radially oriented with respect to the turret switching axis 18 and which is rotatably and axially immovably mounted in the tool holder and is at least rotatably connected to the associated tool. As will become clear from the following description, the tool spindles 36 do not necessarily have to run radially - when using an angular gear for driving the tools, the tool spindle axes could also form an angle with the radial direction if the angular gear is designed accordingly.

Hinsichtlich der grundsätzlichen Kinematik von Werkzeug bzw. Revolverkopf und Werkstück bzw. Werkstückspindel beim Simu lieren einer Y-Achse sei auf die DE-33 28 327-C, insbesondere auf deren Fig. 3, 4 und 4a samt zugehöriger Beschreibungs teile, verwiesen.With regard to the basic kinematics of the tool or turret head and the workpiece or workpiece spindle lose while simu a Y-axis is let to DE-33 28 327 C, and in particular their Fig. 3, 4 and 4a together with the associated description, referenced.

Im Revolverkopfträger 14 sind zwei ringförmige, zur Revolver schaltachse 18 konzentrische und den Revolverschaft 16 um schließende Kolben 40 und 42 angeordnet und in Richtung der Schaltachse 18 verschiebbar geführt. Für jeden dieser Kolben ist im Revolverkopfträger 14 ein nicht näher bezeichneter ringförmiger Zylinderraum ausgebildet, und über strichpunk tiert nur angedeutete Druckmittelleitungen 40a und 42a läßt sich entweder die rechte Seite des Kolbens 40 oder die linke Seite des Kolbens 42 mit Druck beaufschlagen. An der linken Stirnseite des Kolbens 40 ist eine Lagerfläche 40b ausgebil det, an der rechten Stirnseite des Kolbens 42 eine Lager fläche 42b, wobei diese beiden Lagerflächen insbesondere konisch oder kugelkalottenförmig (mit der Revolverschaltachse 18 als Zentrum) ausgebildet sind; diesen Lagerflächen stehen entsprechend gestaltete Lagerflächen des Revolverschafts 16 bzw. eines mit diesem drehfest und axial unverschieblich ver bundenen Widerlagerrings 44 gegenüber. Ist der Kolben 40 über die Druckmittelleitung 40a mit Druck beaufschlagt und der Kolben 42 drucklos, wird der Revolverkopf 22 in seiner in Fig. 3 dargestellten vorderen Endposition gehalten, in der er sich gegenüber dem Revolverkopfträger 14 um die Schaltachse 18 drehen läßt, wobei der Revolverschaft 16 und damit der Revolverkopf 22 durch die Lagerflächen 40b und 42b spielfrei und koaxial mit bzw. konzentrisch zu der Revolverschaltachse 18 gelagert und gehalten werden, und zwar auch in Richtung der Schaltachse 18; die axiale Spielfreiheit wird am besten dadurch gewährleistet, daß bei drehbarem Revolverkopf 22 der Kolben 42 an einer Schulter des Revolverkopfträgers 14 an liegt, während der Kolben 40 (entgegen der Darstellung in Fig. 3) noch etwas nach links verschoben werden könnte. In the turret carrier 14 are two annular, the turret switching axis 18 concentric and the turret 16 arranged around closing pistons 40 and 42 and guided in the direction of the switching axis 18 . For each of these pistons, an unspecified annular cylinder space is formed in the turret carrier 14 , and via dash-dot lines only indicated pressure medium lines 40 a and 42 a, either the right side of the piston 40 or the left side of the piston 42 can be pressurized. On the left end of the piston 40 , a bearing surface 40 b is ausgebil det, on the right end of the piston 42, a bearing surface 42 b, these two bearing surfaces are in particular conical or spherical cap-shaped (with the turret axis 18 as the center); these bearing surfaces are correspondingly designed bearing surfaces of the turret shaft 16 or a rotatably and axially immovably connected abutment ring 44 opposite this. If the piston 40 is pressurized via the pressure medium line 40 a and the piston 42 is depressurized, the turret 22 is held in its front end position shown in FIG. 3, in which it can be rotated relative to the turret carrier 14 about the switching axis 18 , the turret shaft 16 and the turret 22 through the bearing surfaces 40 b and 42 b without play coaxially with and be concentrically mounted to the turret indexing axis 18 and held, even in the direction of the switching axis 18; The axial freedom from play is best ensured by the fact that with a rotatable turret 22 the piston 42 rests on a shoulder of the turret carrier 14 , while the piston 40 (contrary to the illustration in FIG. 3) could still be shifted somewhat to the left.

Mit dem Revolverkopf 22 und dem Revolverkopfträger 14 ist jeweils eine sogenannte HIRTH-Verzahnung 46 bzw. 48 fest ver bunden - bei diesen HIRTH-Verzahnungen handelt es sich um ringförmige, zur Revolverschaltachse 18 konzentrische Verzah nungen mit radial ausgerichteten Zähnen, welche einander ge genüberliegen und durch Verschieben des Revolverkopfs 22 aus der in Fig. 3 dargestellten Position nach rechts in Eingriff miteinander gebracht werden können. Der Revolverkopf 22 läßt sich also mit Hilfe der HIRTH-Verzahnungen 46, 48 am Revol verkopfträger 14 verriegeln, d. h. gegen ein Drehen um seine Schaltachse 18 sichern, indem der Kolben 42 über die Druck mittelleitung 42a mit Druck beaufschlagt und der Kolben 40 drucklos gemacht wird.With the turret 22 and the turret head carrier 14 is in each case a so-called Hirth gear 46 and 48 respectively fixed ver connected - in these serrations is annular, concentric to the turret indexing axis 18 of gear tooth voltages with radially aligned teeth, which face each ge genüberliegen and can be brought into engagement with one another by moving the turret 22 from the position shown in FIG. 3 to the right. The turret 22 can thus be locked with the help of the HIRTH gears 46 , 48 on the turret 14 , that is, secure against rotation about its switching axis 18 by the piston 42 being pressurized via the pressure medium line 42 a and the piston 40 depressurized becomes.

In einem im wesentlichen kreiszylindrischen Hohlraum 50 des Revolverkopfs 22 ist ein Lagergehäuse 52 so gelagert, daß sich dieses und der Revolverkopf 22 relativ zueinander um die Revolverschaltachse 18 drehen lassen. In dem Lagergehäuse 52 ist eine Werkzeugantriebswelle 54 drehbar und axial unver schieblich gelagert, wobei die Achse dieser Welle bezüglich der Revolverschaltachse 18 radial verläuft. Das Lagergehäuse 52 ist fest mit einer mit der Revolverschaltachse 18 koaxia len Hohlwelle 56 verbunden, welche im Revolverschaft 16 um die Schaltachse 18 drehbar, jedoch axial unverschieblich ge lagert ist. Eine gleichfalls mit der Revolverschaltachse 18 koaxiale Zentralwelle 58 ist in der Hohlwelle 56 drehbar, jedoch ebenfalls axial unverschieblich gelagert, und mit dem gemäß Fig. 3 linken Ende der Zentralwelle 58 ist ein als Kegelrad gestalteten Eintriebszahnrad 60 eines als Ganzes mit 62 bezeichneten Winkelgetriebes fest verbunden; dieses Winkelgetriebe hat ein gleichfalls als Kegelrad gestaltetes Abtriebszahnrad 64, das mit der Werkzeugantriebswelle 54 fest verbunden ist und sich stets im Eingriff mit dem Eintriebs zahnrad 60 befindet.A bearing housing 52 is mounted in an essentially circular-cylindrical cavity 50 of the turret head 22 in such a way that it and the turret head 22 can be rotated relative to one another about the turret switching axis 18 . In the bearing housing 52 , a tool drive shaft 54 is rotatably and axially immovably mounted, the axis of this shaft extending radially with respect to the turret axis 18 . The bearing housing 52 is fixedly connected to a hollow shaft 56 with the turret switching axis 18 , which is rotatable in the turret shaft 16 about the switching axis 18 , but is axially immovable GE. A central shaft 58, which is also coaxial with the turret switching axis 18, is rotatable in the hollow shaft 56 , but is likewise axially immovable, and an input gear 60, designed as a bevel gear, of an angular gear designated as a whole as 62 is firmly connected to the left end of the central shaft 58 according to FIG ; this bevel gear has a bevel gear designed as output gear 64 , which is fixedly connected to the tool drive shaft 54 and is always in engagement with the input gear 60 .

Mit dem gemäß Fig. 3 rechten Ende der Hohlwelle 56 ist ein Zylindergehäuse 66 fest verbunden, und mit diesem Zylinder gehäuse ist das nicht näher bezeichnete Gehäuse eines Werk zeug-Antriebsmotors 68 fest verschraubt. Die Motorwelle 68a dieses Motors ist drehfest mit der Zentralwelle 58 verbunden.With the FIG. 3 the right end of the hollow shaft 56, a cylinder housing 66 is fixedly connected, and the unspecified housing of a tools-drive motor housing, with this cylinder bolted to 68th The motor shaft 68 a of this motor is rotatably connected to the central shaft 58 .

Das Zylindergehäuse 66 ist Bestandteil eines doppelt wirken den Druckmittelzylinders mit einem die Hohlwelle 56 um schließenden Ringkolben 70, welcher in Fig. 3 seine rechte Endposition einnimmt und sich in Richtung der Schaltachse 18 nach links vorschieben und nach rechts zurückschieben läßt, und zwar durch Druckmittelzufuhr über eine Druckmittelleitung 70a bzw. eine Druckmittelleitung 70b, welche beide nur strichpunktiert angedeutet wurden. An der gemäß Fig. 3 linken Stirnseite des aus dem Zylindergehäuse 66 nach links heraus ragenden Ringkolbens 70 ist eine ringförmige, zur Revolver schaltachse 18 konzentrische Kupplungsscheibe 72 mittels Schrauben fest angebracht; diese Kupplungsscheibe ist an ihren beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils mit einer ringförmigen, zur Revolverschaltachse 18 konzentri schen Verzahnung 72a bzw. 72b versehen, welche durch Hin- und Herschieben des Ringkolbens 70 wechselweise in Eingriff ge bracht werden können mit einer nicht näher dargestellten ent sprechenden Verzahnung an einem Zahnring 14a und einer am rechten Ende des Revolverschafts 16 vorgesehenen Verzahnung 16b; der Zahnring 14a ist mit dem Maschinenschlitten 12 und damit mit dem Revolverkopfträger 14 fest verbunden. Da der Ringkolben 70 zwar gegenüber der Hohlwelle 56 verschiebbar ist, mit dieser jedoch (z. B. über einen Keil) drehfest ver bunden sein soll, läßt sich die Hohlwelle 56 durch Verschie ben des Ringkolbens 70 also entweder mit dem Revolverkopf träger 14 (in Fig. 3 dargestellter Zustand) oder mit dem Revolverschaft 16 kuppeln, d. h. drehfest verbinden.The cylinder housing 66 is part of a double-acting pressure medium cylinder with an annular piston 70 closing the hollow shaft 56 , which assumes its right end position in FIG. 3 and can be pushed to the left in the direction of the switching axis 18 and pushed back to the right, by supplying pressure medium a pressure medium line 70 a or a pressure medium line 70 b, both of which were only indicated by dash-dotted lines. On the left side according to FIG. 3 of the annular piston 70 projecting out of the cylinder housing 66 to the left, an annular clutch disc 72 , which is concentric with the turret 18 , is firmly attached by means of screws; this clutch disc is provided on its two opposite end faces each with an annular, to the turret axis 18 concentric teeth 72 a and 72 b, which can be brought into engagement by a reciprocating displacement of the annular piston 70 with a not shown ent speaking toothing on an annular gear 14 a and a recess provided at the right end of the turret shaft 16 toothing 16 b; the toothed ring 14 a is firmly connected to the machine slide 12 and thus to the turret carrier 14 . Since the annular piston 70 is displaceable relative to the hollow shaft 56 , but should be connected to it in a rotationally fixed manner (e.g. via a wedge), the hollow shaft 56 can be moved by moving the annular piston 70 either with the turret carrier 14 (in Fig. 3 shown state) or couple with the revolver shaft 16 , ie connect non-rotatably.

Auf dem Revolverschaft 16 ist ein ringförmiges, zur Revolver schaltachse 18 konzentrisches Zahnrad 76 befestigt, welches sich ständig in Eingriff befindet mit einem im Revolverkopf träger 14 drehbar gelagerten Zwischenrad 78, und am Revolver kopfträger 14 ist ein Revolverschaltmotor 80 befestigt, auf dessen Motorwelle 80a ein mit dem Zwischenrad 78 stets käm mendes Ritzel 80b angebracht ist, so daß sich der Revolver kopf 22 mit Hilfe des Motors 80 rasch von einer Schaltstel lung in eine andere Schaltstellung weiterschalten, d. h. um die Schaltachse 18 drehen läßt, wenn sich die beiden HIRTH- Verzahnungen 46 und 48, wie in Fig. 3 dargestellt, außer Ein griff befinden und der Ringkolben 70 seine rechte Endstellung einnimmt, so daß der Revolverschaft 16 weder mit der Hohl welle 56, noch mit dem Revolverkopfträger 14 drehfest verbun den ist (wie in Fig. 3 dargestellt).On the turret shaft 16 is an annular, the turret indexing axis 18 concentric gear 76 attached, which is constantly in engagement with a carrier in the turret 14 rotatably mounted intermediate gear 78, and the turret head carrier 14 is a turret indexing motor 80 mounted on the motor shaft 80 a a with the intermediate gear 78 always combing pinion 80 b is attached, so that the turret head 22 with the help of the motor 80 can quickly switch from a switching position to another switching position, ie can be rotated about the switching axis 18 when the two HIRTH - Toothings 46 and 48 , as shown in Fig. 3, except for a handle and the annular piston 70 assumes its right end position, so that the turret 16 neither with the hollow shaft 56 , nor with the turret carrier 14 is rotatably connected (as in Fig. 3 shown).

Der gehäuseartige Revolverkopfträger 14 nimmt eine schwenk bare Rundvorschubeinheit 84 auf, bestehend aus einem Servo motor 86, einem Kugelgewindetrieb 88 mit einer vom Motor 86 angetriebenen Gewindespindel 88a und einer Mutter 88b, sowie einer Zahnstange 90, welche sich in Achsrichtung der Gewinde spindel 88a erstreckt, in dieser Richtung verschiebbar ge führt und in dieser Richtung durch die Mutter 88b hin- und herschiebbar ist. Die Rundvorschubeinheit 84 ist über eine Kugelkalotte 92 um einen Drehpunkt 94 schwenkbar am Revolver kopfträger 14 gelagert und läßt sich mit Hilfe eines am Revolverkopfträger 14 angebrachten, doppelt wirkenden Druck mittelzylinders 96 um den Drehpunkt 94 schwenken, um die Zahnstange 90, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, in Eingriff zu bringen mit dem Zahnrad 76 bzw. von diesem zu lösen. Die Rundvorschubeinheit 84 gewährleistet einen spiel freien, drehwinkelgesteuerten Servoantrieb hoher Auflösung und Steifigkeit für den Revolverkopf 22 - letzterer steht wie üblich mit einem nicht dargestellten, hochauflösenden Dreh winkelgeber in Drehverbindung. Der Druckmittelzylinder 96 ist so positioniert, daß die Andruckkräfte in den Zahnflanken des Zahnrads 76 ausgewogen sind; die Kugelkalotte 92 hat die Auf gabe, Richtungsfehler der Zahnflanken am Zahnrad 76 und/oder an der Zahnstange 90 auszugleichen, gegebenenfalls auch Feh ler der Zylindrizität der Verzahnung des Zahnrads 76.The housing-like turret carrier 14 accommodates a swiveling circular feed unit 84 , consisting of a servo motor 86 , a ball screw drive 88 with a threaded spindle 88 a driven by the motor 86 and a nut 88 b, as well as a rack 90 , which is in the axial direction of the threaded spindle 88 a extends, slidably leads in this direction and can be pushed back and forth in this direction by the nut 88 b. The rotary drive unit 84 is mounted about a pivot point 94 pivotally head carrier on the turret 14 through a ball joint 92 and can be by means mounted one on the turret support 14, pivoting the double-acting pressure medium cylinder 96 about pivot point 94 to the rack 90, as shown in Fig. 2 and 3 shown to engage with or detach from the gear 76 . The circular feed unit 84 ensures a play-free, rotation angle-controlled servo drive of high resolution and rigidity for the turret 22 - the latter is, as usual, in rotary connection with a high-resolution rotary encoder (not shown). The pressure cylinder 96 is positioned so that the pressure forces in the tooth flanks of the gear 76 are balanced; the spherical cap 92 has the task of compensating for directional errors of the tooth flanks on the gear 76 and / or on the rack 90 , and possibly also errors in the cylindricity of the toothing of the gear 76 .

Soll der Revolverkopf 22 mit Hilfe der Rundvorschubeinheit 84 gedreht werden, muß der Revolverschaltmotor 80 stromlos sein, damit sich seine Welle 80a mit dem Revolverschaft 16 drehen läßt.If the turret 22 is to be rotated using the circular feed unit 84 , the turret switch motor 80 must be de-energized so that its shaft 80 a can be rotated with the turret 16 .

Die HIRTH-Verzahnungen 46 und 48, die Verzahnungen 72a und 72b, sowie die am Zahnring 14a vorgesehene Verzahnung und die Verzahnung 16b weisen Teilungen auf, welche der Anzahl der Werkzeugstationen 24 des Revolverkopfs 22 entsprechen bzw. Rechnung tragen, damit sich die einander zugeordneten Ver zahnungen in jeder Schaltstellung des Revolverkopfs exakt in Eingriff miteinander bringen lassen.The HIRTH gears 46 and 48 , the gears 72 a and 72 b, as well as the toothing provided on the toothed ring 14 a and the toothing 16 b have divisions which correspond to the number of tool stations 24 of the turret 22 or take account of them, so that Allow the associated gears to be brought into precise engagement with each other in every switching position of the turret.

Am radial inneren Ende einer jeden Werkzeugspindel 36 ist ein Kupplungselement 100a befestigt, und das eine (in Fig. 3 untere) Ende der Werkzeugantriebswelle 54 ist mit einem ent sprechend gestalteten Kupplungselement 100b versehen, welches einen stegartigen Vorsprung zum Eingreifen in eine Nut eines der Kupplungselemente 100a besitzt. Am Außenumfang des Lager gehäuses 52 ist ein Verdrehsicherungsring 102 befestigt, wel cher einen bis auf eine Lücke ringförmigen, zur Revolver schaltachse 18 konzentrischen Steg bildet, der in die Nuten der Kupplungselemente 100a aller derjenigen Werkzeuge ein greift, welche sich gerade nicht in Arbeitsposition befinden, während das Kupplungselement 100a des sich gerade in Arbeits position befindlichen Werkzeugs in der Lücke des Verdreh sicherungsrings 102 liegt und sich in dieser Lücke frei drehen kann. Beim Weiterschalten des Revolverkopfs 22, d. h. beim Drehen des Revolverkopfs um die Schaltachse 18, läßt sich also das Kupplungselement 100a desjenigen Werkzeugs, welches sich zuvor in Arbeitsposition befand, vom Kupplungs element 100b der Werkzeugantriebswelle 54 selbsttätig lösen (bei Drehwinkel-richtiger Stillsetzung dieses Werkzeugs), eine Werkzeugspindel 36 eines anderen Werkzeugs wird dabei mit der Werkzeugantriebswelle 54 gekuppelt, und alle sich nicht in Arbeitsposition befindlichen Werkzeuge werden durch den Verdrehsicherungsring 102 am Verdrehen gehindert. Weitere Einzelheiten dieser Konstruktion lassen sich der EP-0 596 956-B entnehmen.At the radially inner end of each tool spindle 36 , a coupling element 100 a is attached, and one (in FIG. 3 lower) end of the tool drive shaft 54 is provided with a coupling element 100 b designed accordingly, which has a web-like projection for engaging in a groove of a has the coupling elements 100 a. On the outer circumference of the bearing housing 52 , an anti-rotation ring 102 is fastened, which forms an annular to a gap, the turret switching axis 18 concentric web, which engages in the grooves of the coupling elements 100 a of all those tools that are currently not in the working position , while the coupling element 100 a of the tool currently in the working position is in the gap of the anti-rotation ring 102 and can rotate freely in this gap. When indexing of the turret 22, that is, when rotating the turret head about the indexing axis 18, so may be the coupling element 100a of that tool which was previously in working position, element from the coupling 100 of the tool drive shaft 54 b automatically release (at rotational angle correct stopping this Tool), a tool spindle 36 of another tool is coupled to the tool drive shaft 54 , and all tools that are not in the working position are prevented from rotating by the anti-rotation ring 102 . Further details of this construction can be found in EP-0 596 956-B.

In dem in Fig. 3 dargestellten Zustand der erfindungsgemäßen Werkzeugrevolvereinrichtung kann der Revolverkopf 22 mit Hilfe des Revolverschaltmotors 80 weitergeschaltet werden, wobei das Lagergehäuse 52 samt Werkzeugantriebswelle 54 stillsteht, da erfindungsgemäß die Hohlwelle 56 (mit Hilfe der Kupplungsscheibe 72) drehfest mit dem Revolverkopfträger 14 verbunden ist. Die Rundvorschubeinheit 84 ist dabei vom Zahnrad 76 weggeschwenkt.In the state of the tool turret device according to the invention shown in FIG. 3, the turret head 22 can be shifted further with the aid of the turret indexing motor 80 , the bearing housing 52 including the tool drive shaft 54 being stationary, since according to the invention the hollow shaft 56 (with the aid of the clutch disk 72 ) is connected to the turret carrier 14 in a rotationally fixed manner is. The circular feed unit 84 is pivoted away from the gear 76 .

Zum Arbeiten mit simulierter Y-Achse wird die Rundvorschub einheit 84 in die Verzahnung des Zahnrads 76 eingeschwenkt und die Hohlwelle 56 mit Hilfe der Kupplungsscheibe 72 dreh fest mit dem Revolverschaft 16 verbunden, so daß sich das Lagergehäuse 52 und der Werkzeug-Antriebsmotor 68 zusammen mit dem Revolverkopf 22 drehen und sich infolgedessen das Ab triebszahnrad 64 nicht auf dem Eintriebszahnrad 60 abwälzen kann.To work with a simulated Y-axis, the round feed unit 84 is pivoted into the toothing of the gear 76 and the hollow shaft 56 rotatably connected to the turret 16 by means of the clutch disc 72 , so that the bearing housing 52 and the tool drive motor 68 together with the turret 22 rotate and as a result, the drive gear 64 can not roll on the input gear 60 .

Beim Arbeiten mit einem rotierenden Werkzeug ist jeweils nur dieses mit der Werkzeugantriebswelle 54 gekuppelt, d. h. alle anderen drehantreibbaren Werkzeuge stehen dabei still.When working with a rotating tool, only this tool is coupled to the tool drive shaft 54 , ie all other tools which can be driven in rotation stand still.

Beim Arbeiten mit einem vom Revolverkopf 22 getragenen, nicht dargestellten Drehwerkzeug, d. h. während eines normalen Drehbearbeitungsvorgangs, wird der Revolverkopf 22 am Revol verkopfträger 14 mit Hilfe der HIRTH-Verzahnungen 46, 48 ver riegelt, indem der den Revolverkopf tragende Revolverschaft 16 aus der in Fig. 3 dargestellten Position heraus nach rechts verschoben wird, und zwar mit Hilfe des Kolbens 42. Dann ist der Revolverschaft 16 auch drehfest mit dem Ring kolben 70 und damit mit der Hohlwelle 56 sowie dem Lagerge häuse 52 verbunden.When working with a turning tool, not shown, carried by the turret 22 , that is to say during a normal turning operation, the turret 22 is locked to the turret support 14 by means of the HIRTH toothing 46 , 48 by the turret shaft 16 carrying the turret from the position shown in FIG . position shown in Figure 3 is shifted out to the right, with the aid of the piston 42. Then the turret 16 is rotatably connected to the ring piston 70 and thus to the hollow shaft 56 and the Lagerge housing 52 .

Claims

1. Tool turret device for a CNC-controlled, Y axis simulating lathe with a workpiece spindle having a C = axis (circular feed), the tool turret device having

a) a turret carrier displaceable in the direction of the X-axis, which is rotatably mounted about a switching axis and has several tool stations, which, at several of its tool stations, each has a tool holder for inserting a tool holder having a tool spindle for a rotationally driven tool;
b) a turret drive device for a rotation-angle-controlled rotation (round feed) of the turret around its switching axis, and
c) a tool drive device for the rotary drivable tools, which has a gear-Winkelge gear with an input gear and an output gear in engagement with the latter, the input gear being rotatable about the switching axis and the tool spindle of a rotary drivable tool through the output gear is drivable, characterized in that in the turret ( 22 ) with respect to this about the switching axis ( 18 ) rotatable bearing device ( 52 ) for an output gear ( 64 ) of the bevel gear ( 62 ) carrying tool drive shaft ( 54 ) is arranged, the Tool drive shaft a working position for a rotatably drivable tool ( 32 , 34 ) associated tool holder ( 26 ) of the turret head ( 22 ) defines that between the tool drive shaft ( 54 ) and the tool spindle ( 36 ) of the respective working position of the rotationally drivable tool Tool drive coupling provided hen is wel che at least two by rotating the turret about the switching axis ( 18 ) relative to the bearing device ( 52 ) from each other detachable or engageable coupling elements ( 100 a, 100 b), one of which with the tool drive shaft and the other is at least non-rotatably connected to the tool spindle, and that the bearing device can be rotatably connected to the turret head ( 22 ) by a first switchable coupling ( 72 b, 16 b).

2. Device according to claim 1, characterized in that the tool drive device has a tool-drive motor ( 65 ) and a drivable by this, with the switching axis ( 18 ) coaxial and with the input gear ( 60 ) of the angular gear ( 62 ) at least Central shaft ( 58 ) connected in a rotationally fixed manner has a first hollow shaft ( 56 ) coaxial with the central shaft and surrounding it and rotatable about the switching axis, at one end of which the bearing device ( 52 ) and the other end of the tool drive motor ( 68 ) is brought in, and that the tool drive motor, first hollow shaft and bevel gear bearing device be available assembly as a unit by the first switchable coupling ( 72 b, 16 b) with the turret ( 22 ) rotatably connected.

3. Device according to claim 2, characterized by a with the central shaft ( 58 ) and the first hollow shaft ( 56 ) coaxial and surrounding these two shafts and the turret ( 22 ) carrying, around the switching axis ( 18 ) rotatable second hollow shaft ( 16 ).

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the bearing device ( 52 ) for the tool drive shaft ( 54 ) by a second switchable coupling ( 72 a, 14 a) is rotatably connected to the turret carrier ( 14 ).

5. Device according to claim 4, characterized in that a switchable element ( 72 ) of the first switchable clutch ( 72 b, 16 b) also forms a switchable element of the second switchable clutch ( 72 a, 14 a).

6. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the switchable coupling ( 72 b, 16 b; 72 a, 14 a) is designed as a tooth coupling with ring-shaped, concentric with the switching axis and engageable toothings.

7. Device according to claim 6, characterized by a slidable in the direction of the switching axis (18) pressure-medium cylinder-piston (70) for displacement of the non-rotatably connected with the bearing device (52) of teeth (72 b) in the direction of the switching axis.

8. Device according to claims 5 to 7, characterized by a with the turret carrier ( 14 ) non-rotatably connected first annular toothing ( 14 a), a rotatably connected with the turret ( 22 ) second annular toothing ( 16 b) and one by the Piston ( 70 ) slidable, to the switching axis ( 18 ) concentric ring ( 72 ), which is provided in the direction of the switching axis from one to the opposite side with a third ( 72 a) or a fourth ( 72 b) annular toothing, the the first and the second toothing alternate with the third and fourth toothing can be brought in one hand.

9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the piston ( 70 ) and the tool drive motor ( 68 ) with the bearing device ( 52 ) for the tool drive shaft ( 54 ) are rotatably connected.

10. Device according to claims 2, 8 and 9, characterized in that the piston ( 70 ) with the first hollow shaft ( 56 ) rotatably connected and comprise the latter as the annular piston is formed.

11. The device according to one or more of the preceding claims, characterized by a with the turret ( 22 ) rotatably connected, with the switching axis ( 18 ) coaxial gear ( 76 ) and with this can be brought into engagement rack ( 90 ), which by means of a servo motors ( 86 ) and a ball screw drive ( 88 ) driven by the latter is displaceable in its longitudinal direction.

12. Device according to one or more of the above Claims, characterized by a with the workpiece spindle non-rotatably connected to the workpiece spindle axis coaxial gear and one with this in one handle rack, which can be brought by means of a servo motors and a Kugelge driven by the latter wind drive is displaceable in its longitudinal direction.

13. The device according to claim 11 or 12, characterized in that for coupling the rack ( 90 ) with the gear ( 76 ) consisting of the servo motor, ball screw and rack drive unit ( 84 ) is pivotally mounted.

14. The device according to claim 13, characterized in that a pivot bearing for the drive unit has a spherical cap ( 92 ).