DE19955872A1

DE19955872A1 - Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät

Info

Publication number: DE19955872A1
Application number: DE19955872A
Authority: DE
Inventors: Thomas Reibetanz; Gerald Stengele; Dietrich Geiger; Walter Schaaf; Martin Schmid
Original assignee: Hueller Hille GmbH
Current assignee: Hueller Hille GmbH
Priority date: 1999-11-20
Filing date: 1999-11-20
Publication date: 2001-05-23
Also published as: WO2001038043A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine oder ein Handhabungsgerät mit einem Maschinengestell und wenigstens einer daran längs einer Bewegungsachse hin- und herbewegbaren sowie durch einen Linearmotor aus zumindest einem bestromten Primärteil und zumindest einem passiven Sekundärteil antreibbaren Maschineneinheit. Um den bautechnischen Aufwand insbesondere an der bewegbaren Maschineneinheit zu verringern, soll der Linearmotor als Langstator-Linearmotor ausgebildet sein, bei dem die Gesamtlänge des bzw. der in einer Ebene angeordneten Primärteile(s) größer ist als die Gesamtlänge des bzw. der zugeordneten Sekundärteile(s).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine oder ein Handhabungsgerät gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Werkzeugmaschinen oder Handhabungsgeräte sind bekannt. Die bewegbare Maschineneinheit ist vorzugsweise als Schlitten ausgebildet, der ein Werkzeug oder ein Werkstück trägt. Als Antrieb werden sogenannte Kurzstator- Linearmotoren eingesetzt, bei denen in den meisten Fällen das bestromte Primärteil an der bewegten Maschineneinheit und das längere, passive Sekundärteil am Maschinengestell angeordnet sind. Dadurch sind alle bestromten Primärteile an der Entwicklung der erforderlichen Antriebskraft beteiligt, da sie von den Sekundärteilen (z. B. Magneten) abgedeckt sind. Nachteilig dabei ist, daß die Energie- und/oder Medienzuführung über Kabel und/oder Kühlmittelschläuche zur bewegbaren Maschineneinheit erfolgen muß. Dadurch wird die Masse der bewegbaren Maschineneinheit vergrößert.

Außerdem erfordert die Anordnung von bewegbaren Kabeln und/oder Schläuchen besondere konstruktive Maßnahmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bautechnischen Aufwand insbesondere an der bewegbaren Maschineneinheit zu verringern.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Werkzeugmaschine oder einem Handhabungsgerät, die bzw. das gekennzeichnet ist durch mindestens einen Linearmotor in der Langstator-Bauweise, bei dem die in Bewegungsrichtung gemessene Gesamtlänge des bzw. der in einer Ebene angeordneten und zusammenwirkenden Primärteile(s) größer ist als die Gesamtlänge des bzw. der zugeordneten Sekundärteile(s). Insbesondere können das Primärteil bzw. die Primärteile am Maschinengestell oder einer unterlagerten Maschineneinheit und das Sekundärteil bzw. die Sekundärteile an der bewegbaren Maschineneinheit angeordnet sein. Dadurch, daß die Energie- und Medienzuführung nicht mehr zur bewegbaren Maschineneinheit, sondern zu nicht bewegten Teilen der Werkzeugmaschine oder des Handhabungsgerätes erfolgt, kann der bautechnische Aufwand erheblich reduziert werden. Die Masse der bewegbaren Maschineneinheit, insbesondere eines Schlittens, wird dabei kleiner.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind längs der Bewegungsachse mehrere zusammenwirkende Primärteile und/oder mehrere zusammenwirkende Sekundärteile hintereinander angeordnet. Die Primärteile sollten mit gleicher Phase bestromt sein. Stets sollte die Anordnung derart sein, daß jeweils ein oder mehrere Sekundärteile von einem Primärteil oder Abschnitten mehrerer Primärteile überdeckt sind. Dann ist es auch möglich, nur die vom Sekundärteil oder den Sekundärteilen ganz oder teilweise überdeckten Primärteile zu bestromen und damit Energie einzusparen. Vom Sekundärteil weiter entfernt liegende Primärteile brauchen nicht bestromt zu werden und sind damit unmagnetisch. Dennoch ist im wesentlichen eine konstante Anziehungskraft zwischen Primärteilen und Sekundärteilen auch bei abgeschalteter Maschine gewährleistet.

Eine bevorzugte Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei verschiedenen Positionen der Maschineneinheit längs der Bewegungsachse die magnetisch aktive Überdeckung zwischen dem/den Sekundärteil(en) und dem/den Primärteil(en) in der Summe im wesentlichen gleich ist.

Bei einer Ausführung sogenannter Doppelkamm-Anordnung, bei der beidseits an der bewegbaren Maschineneinheit ein oder mehrere Sekundärteile und diesen gegenüberliegend am Maschinengestell ein oder mehrere Primärteile angeordnet sind, so daß sich die Anziehungskräfte der beiden Linearmotoren im wesentlichen aufheben, sollten einander gegenüberliegende Primärteile elektrisch parallel geschaltet und damit gleichzeitig bestromt sein.

Im übrigen können das Primärteil bzw. die Primärteile und/oder das Sekundärteil bzw. die Sekundärteile zum Schutz vor Spänen mit einer Abdeckung versehen sein.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch die Antriebsanordnung einer Werkzeugmaschinenachse.

Zu der im einzelnen nicht wiedergegebenen Werkzeugmaschine gehört die bezüglich eines Maschinengestells 1 oder einer unterlagerten Maschineneinheit entlang einer Führung (nicht dargestellt) in der Bewegungsrichtung 3 hin- und her bewegbare zweite Maschineneinheit 2, die insbesondere als Werkzeugmaschinenschlitten ausgebildet ist. An 1 und 2 befindet sich jeweils mindestens eine im wesentlichen zur Bewegungsrichtung 3 parallele Montagefläche für Linearmotoren. Bei der in der Figur dargestellten Doppelkamm-Anordnung sind wie üblich an 1 und 2 jeweils zwei parallele, gegensinnige Montageflächen vorgesehen.

Als Antrieb des Werkzeugmaschinenschlittens dienen ein oder mehrere Linearmotoren (dargestellt sind zwei) aus jeweils mindestens einem Primärteil P (dargestellt sind drei), die im Bereich des Maschinengestells 1 oder der unterlagerten Maschineneinheit angeordnet sind, und mindestens einem Sekundärteil S. das dem bzw. den Primärteilen P gegenüberliegend und mit diesem bzw. diesen zusammenwirkend mit der bewegbaren Maschineneinheit 2 verbunden ist.

Bei Verwendung mehrerer in einer Ebene zusammenwirkender Primärteile P sind diese vorzugsweise in der Bewegungsrichtung 3 hintereinander und mit gleichbleibendem gegenseitigem Abstand A angeordnet. Sie besitzen eine Länge LP.

Das bzw. die an der bewegbaren Maschineneinheit 2 angeordneten Sekundärteile S besitzen eine Länge LS, die bei der dargestellten Ausführung der Länge LP eines Primärteils P zuzüglich dem Abstand A entspricht. Dadurch ist sichergestellt, daß bei allen Positionen der Maschineneinheit 2 relativ zum Maschinengestell 1 oder zu einer unterlagerten Maschineneinheit der Überdeckungsgrad zwischen einem oder mehreren in einer Ebene zusammenwirkenden Sekundärteilen S und dem bzw. den mit diesem bzw. diesen zusammenwirkenden Primärteilen P gleich bleibt. Damit wirkt eine im wesentlichen konstante Anziehungs- und, bezogen auf die Motorbestromung, eine konstante Antriebskraft auf die Maschineneinheit 2 längs seines Weges.

Nicht dargestellt ist, daß die Primärteile P an eine zugeordnete Energie- und Medienzuführung angeschlossen sind. Üblicherweise werden alle Primärteile P in gleicher elektrischer Phasenlage bestromt. Zur Energieeinsparung kann durch geeignete Steuermaßnahmen erreicht werden, daß nur die von dem Sekundärteil S überdeckten Primärteile P bestromt sind.

Der untere Teil der Figur zeigt mit ausgezogenen Linien eine sogenannte Einzelkamm-Anordnung, bei der die Maschineneinheit 2 nur ein Sekundärteil S trägt, welches mit zugeordneten und am Maschinengestell 1 oder der unterlagerten Maschineneinheit befestigten Primärteilen P zusammenwirkt. Im oberen Teil der Figur ist mit strichpunktierten Linien angedeutet, daß auch eine sogenannte Doppelkamm-Anordnung möglich ist, bei der die Maschineneinheit 2 einander gegenüberliegende Sekundärteile S trägt, die mit jeweils zugeordneten Primärteilen P zusammenwirken. Bei einer derartigen Doppelkamm-Anordnung können einander gegenüberliegende Primärteile P elektrisch parallelgeschaltet sein und damit gleichzeitig bestromt werden.

Nicht dargestellt ist, daß die Primär- bzw. Sekundärteile P bzw. S zum Schutz vor Spänen mit einer Abdeckung versehen sein können.

Bezugszeichenliste

1

Maschinengestell

2

bewegliche Maschineneinheit

3

Bewegungsrichtung von

2

P Primärteil
S Sekundärteil
LP Länge des Primärteils P
LS Länge des Sekundärteils S
A Abstand

Claims

1. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät mit wenigstens einer bezüglich eines Maschinengestells oder einer Maschineneinheit (1) längs einer Führung hin- und herbewegbaren sowie durch einen Linearmotor aus zumindest einem bestromten Primärteil und zumindest einem passiven Sekundärteil antreibbaren zweiten Maschineneinheit, gekennzeichnet durch mindestens einen Linearmotor in der sog. Langstator-Bauweise, bei dem die in Bewegungsrichtung gemessene Gesamtlänge des bzw. der in einer Ebene angeordneten und zusammenwirkenden Primärteile(s) (P) größer ist als die Gesamtlänge des bzw. der zugeordneten Sekundärteile(s) (S).

2. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärteil (P) bzw. die Primärteile (P) am Maschinengestell oder einer unterlagerten Maschineneinheit (1) und das Sekundärteil (S) bzw. die Sekundärteile (S) an der bewegten zweiten Maschineneinheit (2) angeordnet sind.

3. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Bewegungsachse mehrere zusammenwirkende Primärteile (P) und/oder mehrere zusammenwirkende Sekundärteile (S) hintereinander angeordnet sind.

4. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein oder mehrere Sekundärteile (S) von einem Primärteil (P) oder Abschnitten mehrerer Primärteile (P) überdeckt sind.

5. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur die vom Sekundärteil (S) oder den Sekundärteilen (S) ganz oder teilweise überdeckten Primärteile (P) bestromt sind.

6. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bestromte Primärteile (P) in gleicher elektrischer Phasenlage bestromt sind.

7. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anordnung derart, daß bei verschiedenen Positionen der Maschineneinheit (2) längs der Bewegungsachse die magnetisch aktive Überdeckung zwischen dem/den Sekundärteil(en) (S) und dem/den Primärteil(en) (P) in der Summe im wesentlichen gleich ist.

8. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit Linearmotoren in einer sog. Doppelkamm-Anordnung, bei der zwei Linearmotoren so angeordnet sind, daß sich ihre Anziehungskräfte im wesentlichen aufheben, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende Primärteile (P) elektrisch parallelgeschaltet und damit gleichzeitig bestromt sind.

9. Werkzeugmaschine oder Handhabungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Primärteil (P) bzw. die Primärteile (P) und/oder das Sekundärteil (S) bzw. die Sekundärteile (S) zum Schutz vor Spänen mit einer Abdeckung versehen sind.