DE19845932A1

DE19845932A1 - Machining head receiving motor spindles has motor spindle reception part supported in ball-and-socket mounting for adjustment via setting drive

Info

Publication number: DE19845932A1
Application number: DE1998145932
Authority: DE
Inventors: Helmut Unterberg; Edgar Klitsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: DE19845932C2

Abstract

The machining head receives motor spindles for 3 and 5 axis machining inserts, the motor spindle reception part support in a ball-and-socket bearing providing pivot adjustment under control of a setting drive with perpendicular bolts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungskopf zur Aufnahme von Motorspindeln bzw. ein Motorspindel- Schwenkkopf der für die 3 und 5 Achsenbearbeitung ausgelegt ist. Der Bearbeitungskopf wurde speziell für HSC- Fräsanwendungen konzipiert die eine maximale ±45° Schrägstellung der Frässpindel benötigen. Dies ist im Flugzeugbau und auch zu einem erheblichen Teil im Werkzeug- und Formenbau der Fall.The invention relates to a machining head for receiving motor spindles or a motor spindle Swivel head which is designed for 3 and 5 axis machining. The machining head was specially designed for HSC Milling applications designed that require a maximum ± 45 ° inclination of the milling spindle. This is in Aircraft construction and to a large extent the case in tool and mold making.

Die meisten bekannten Motorspindelköpfe haben eine durchdrehende C-Achse und eine A-Achse ca. ±90° schwenkbar. Diese konstruktive Anordnung bedingt Drehdurchführungen und elektrische Schleifring- Übertragungselemente die bei der Vielzahl von eingesetzten Motorspindeln technisch immer schwieriger in den Griff zu bekommen sind. Weiterhin bedingt dieses Konstruktionsprinzip eine hochgenaue Fertigung der Gehäusebauteile, da Mittenversatz und ähnliche sicheinstellende Ungenauigkeiten mit der Steuerung nicht mehr auszugleichen sind. Ebenso ist die Leckage ein großes Problem, im Modellbau darf in manchen Fällen kein Tropfen Öl auf die Werkstückoberfläche fallen. Eine weitere Schwierigkeit besteht in der Vielzahl der Übertragungselemente und der damit verbundenen Nachgiebigkeit und Ausfallrate.Most known motor spindle heads have a spinning C-axis and an A-axis approx. ± 90 ° swiveling. This constructive arrangement requires rotating unions and electrical slip ring Transmission elements that are technically more and more difficult in the multitude of motor spindles used Are under control. Furthermore, this design principle requires high-precision manufacture of the Housing components, as center offset and similar inaccuracies that occur with the control no longer are to be balanced. Leakage is also a major problem, and in some cases modeling is not allowed Drop of oil falling on the workpiece surface. Another difficulty is the multitude of Transmission elements and the associated compliance and failure rate.

Für die Branche Flugzeugbau sind für Portalfräsmaschinen Fräseinheiten mit kardanisch aufgehängtem Schwenkkorb bekannt, die einen stark eingeschränkten Schwenkwinkel haben aber im Prinzip eine 5 Achsenbearbeitung ermöglichen. Diese Fräseinheiten haben aber nur eine Pinolenverstellung bei der die Ausfahrt sehr begrenzt ist und somit nur flache Bauteile, bearbeitet werden können. Daher ist es mittlerweile im Flugzeugbau üblich mit Z-Schieber-Fräseinheiten und Schrägachsen bzw. Gabelköpfen zu arbeiten.For the aircraft construction industry, milling units with gimbal are for portal milling machines Swivel basket known, which have a very restricted swivel angle but in principle a 5 Enable axis machining. However, these milling units only have a quill adjustment at the exit is very limited and therefore only flat components can be processed. Therefore, it is now in the Aircraft construction usually work with Z-slide milling units and inclined axes or fork heads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trägerkopf für Motorspindeln zu entwickeln der keine durchdrehenden Achsen benötigt um die benötigten Medien und die elektrische Versorgung für die Motorspindeln möglichst direkt ohne Drehdurchführung und Schleifringübertragung gestalten zu können, um jede Leckage zu vermeiden. Weiterhin soll der Verstellantrieb möglichst direkt ohne aufwendige Getriebemechanik erfolgen um die Gesamtnachgiebigkeit möglichst gering zu halten, so daß eine größere Schwenkbeschleunigung und Vorschubkraft möglich ist. Der Bauraum soll den eines normalen Gabelfräskopfes nicht wesentlich überschreiten und eine geschlossene Oberfläche aufweisen.The invention has for its object to develop a support head for motor spindles spinning axes required around the required media and the electrical supply for the motor spindles to be able to design as directly as possible without a rotating union and slip ring transmission in order to prevent any leakage avoid. Furthermore, the adjustment drive should be carried out as directly as possible without complex gear mechanism To keep overall compliance as low as possible, so that a greater swivel acceleration and feed force is possible. The installation space should not significantly exceed that of a normal fork milling head and one have a closed surface.

Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß das Aufnahmeteil für die Motorfrässpindeln in einem Kugelgelenk gelagert wird und die Verstellung der Frässpindel-Neigung direkt über einen, parallel zur Kugelgelenk-Lagerebene angeordneten, kreuzbeweglichen Kugelbolzen erfolgt. Da der Motorspindelaufnahmeteil nur Pendelbewegungen vollzieht und von hinten zugänglich ist, können Schläuche und Leitungen direkt angeschlossen werden. Die größeren Vorschubkräfte werden durch Linearantriebe mit vorgespannter Kugelgewindespindel erreicht. Die hohen Schwenkbeschleunigungen werden dadurch möglich, daß das Schwungmoment des Verstellantriebes durch die direkt angetriebene Kugelgewindespindel auf ein Minimum reduziert wird.This object is achieved according to the invention in that the receiving part for the motor milling spindles in one Ball joint is mounted and the adjustment of the milling spindle inclination directly over a, parallel to Ball joint bearing level arranged, cross-movable ball pin takes place. Because the motor spindle receiving part only pendulum movements and access from behind can directly connect hoses and cables be connected. The larger feed forces are achieved by linear drives with preloaded Ball screw reached. The high swivel accelerations are possible in that the The momentum of the adjustment drive is kept to a minimum by the directly driven ball screw is reduced.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß keine Drehdurchführungen und elektrische Schleifring-Übertragungselemente nötig sind um die Motorspindeln mit den erforderlichen Medien und den elektrischen Energien zu versorgen. Somit werden Leckageprobleme hierdurch weitgehend vermieden.The advantages achieved by the invention are in particular that no rotary unions and Electrical slip ring transmission elements are necessary around the motor spindles with the required media and to supply the electrical energies. Leakage problems are thus largely avoided.

Ein weiterer Vorteil ist, daß der Verstellantrieb aus wenigen vorgespannten Bauteilen besteht und das rotatorische Massenträgheitsmoment sehr gering ist. Ebenso wirkt das vorgespannte Kugelgelenk-Gleitlager schwingungsdämpfend. Alle diese konstruktiven Merkmale ermöglichen das Übertragen großer Vorschubkräfte und eine hohe Dynamik dieses HSC-Bearbeitungskopfes.Another advantage is that the adjustment drive consists of a few preloaded components and the rotary one Mass moment of inertia is very low. The preloaded ball joint plain bearing also works vibration damping. All of these design features enable the transfer of large feed forces and a high dynamic of this HSC machining head.

Für die Herstellung des Kopfes ist von Vorteil, daß die Geometrie der Gehäuseteile unmittelbar über die Steuerung kompensiert werden kann, da die senkrechte Stellung der Spindelmittelachse nicht von den Gehäuseteilen abhängig ist.For the manufacture of the head, it is advantageous that the geometry of the housing parts is controlled directly by the control can be compensated because the vertical position of the spindle center axis is not from the housing parts is dependent.

Auch der Einsatz von Linearmotoren ist möglich, vorallem bei einer 3 Achsenbearbeitung wenn der Motorspindel-Trägerkopf nur mit Positionierachse benötigt wird und der Schwenkteil während der Bearbeitung geklemmt ist oder wenn nur geringe Vorschubkräfte zu erwarten sind.The use of linear motors is also possible, especially with 3-axis machining if the Motor spindle carrier head is only required with positioning axis and the swivel part during machining is clamped or if only low feed forces are expected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below described.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 den Längsschnitt durch den Motorspindel-Schwenkkopf mit einer adaptierten Motorspindel (1). Der Motorspindelaufnahmeteil (2) ist in maximaler Auslenkung dargestellt. Der Freiraum (3) innerhalb des Gehäuses dient zur Aufnahme der elektrischen und hydraulischen Versorgungsleitungen, die unmittelbar die Pendelbewegungen bzw. Schwenkbewegungen des Motorspindelaufnahmeteils mit ausführen. Fig. 1 shows the longitudinal section through the motor spindle swivel head with an adapted motor spindle ( 1 ). The motor spindle mounting part ( 2 ) is shown in maximum deflection. The free space ( 3 ) inside the housing serves to accommodate the electrical and hydraulic supply lines, which directly carry out the oscillating movements or swiveling movements of the motor spindle receiving part.

Der Verstellantrieb der Kugelgelenk-gelagerten Motorspindelaufnahme erfolgt über einen kreuzbeweglichen vorgespannten Kugelbolzen (4). Der Antrieb des Kreuztisches erfolgt direkt über Linearantriebe (5).The adjustment drive of the ball-and-socket motor spindle mount is carried out via a cross-movable preloaded ball pin ( 4 ). The cross table is driven directly via linear drives ( 5 ).

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf den Verstellantrieb (Kreuztisch mit Kugelbolzen). Fig. 2 shows the top view of the adjustment drive (cross table with ball pin).

Claims

1. Machining head for mounting motor spindles for 3 and 5-axis use machining.

2. The machining head is characterized in that the motor spindle receiving part is mounted in a ball joint bearing, and that the swiveling directly with linear drives and a transmission element, which is perpendicular to the bearing center axis and parallel are arranged to the storage level.