DE2123445A1

DE2123445A1 - Facing or boring head with numerical control

Info

Publication number: DE2123445A1
Application number: DE19712123445
Authority: DE
Inventors: Ernst Prof. Dr.-Ing. 2106 Bendestorf. P Salje
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1971-05-12
Publication date: 1972-11-30

Description

Plandreh- bzw. Ausbohrkopf mit numerischer Steueruijg e Lrfindung betrifft einen Plondreh- bzw. ausbohrkopf mit nuncrischer Steuerung des Planschiebers zur Lrzeugung radialer Werkzeugbewegungen mit bekannten, von der Schnittkraft belasteten Übertragungselementen wie Zahnstange-Zahnrad-Zahnstange, Spindel-Kegelradgetriebe-Wälzschraubgetriebe, Keilzahnstange-Keilzahnstange oder hydraulischen Elementen wie Schubkolben und Kolbenstange. Facing or boring head with numerical control and finding relates to a Plondreh- or boring head with nuncrischer control of the facing slide for generating radial tool movements with known, stressed by the cutting force Transmission elements such as rack-gear-rack, spindle-bevel gear-gear screw gear, Spline rack, spline rack or hydraulic elements such as thrust piston and piston rod.

riit derartigen Plandreh- bzw. Ausbohrköpfen lassen sich unter Vorwendung cinfachor Werkzeuge kompliziorte Bohrungen, wie z.B.riit such facing or boring heads can be used in advance cinfachor tools complicated bores, e.g.

mehrfach abgesetzte Dohrungen vorteilhaft bearbeiten. Dns Werk-Zeug vollführt dabei Bewegungen in zwei Achsen. Die eine Achse ist durch die Axialbewegung des Plandrehkopfes gegeben, wenn er auf einer Pinolr ofrt rinrm Schlitten befestigt ist. Die zweite Achse ergibt sich durch die Redialbewegung des I'lanschiebers, der die Werlzeugspitzc auf unterschiedliche Durchmosser gelangen läßt. Hierbei muß die Radialbewogung möglichst genau und unompfindlich gegenüber Störkröften wie z.B. Vorschubkräften von einem festen System in ein drehendes System eingeleitet werden, wobei die joweilige Stellung der Werkzeug spitze exakt bestimmbar bein soll.Process multiple offset drills advantageously. Dns work stuff performs movements in two axes. One axis is through the axial movement of the facing head when it is attached to a Pinolr ofrt rinrm slide is. The second axis results from the redial movement of the flange slide, the the Werlzeugspitzc can reach different diameters. Here must the Radial movement as precisely as possible and insensitive to disturbing forces such as Feed forces are introduced from a fixed system into a rotating system, whereby the respective position of the tool tip should be exactly determinable leg.

13ci bekannten Plandrehköpfen werden die für die munerische Steuerung erforderlichen ießrnndler außerhalb des Planschicbers bzw. des sich drehenden Systems im Dereich des Planschieberantriebes angeordnet. Dabei ist jedoch nachteilig, daß die zahler der zwischen Zeßstelle und Plauschicbor liogenden Vorschubeinrichiungen in das Dearbeitungsorgebnis eingehen. Um diesen @achtell zu vermeiden werden Meßwandler auch bereits innorhalb des Plandrehlwpfes eingebaut und unmittelbar vom Planschieber angetrieben. hierbei sind jedoch Schleifringe oder Drchübertrager erforderlich, edie möglicherweise die Meßsignale verfalschen können. Außerdem bereitet es Schwierigkeiten, besonders bei kleineren Plandrehköpfen, die relativ großen Neßvandler im rotierenden Plandrehtopf unterzubringen. Auch ist es schwierig, die empfindlichen Meßwandler wlrksam vor Spanen und Kühlflässigkeit zu schützen. Der vorgenannten Anordnung der Meßwandler haftet zudem der grundsätzlich Hangel an, daß die Meßwandler durch die Fliehkraft bennsprucht werden, wodurch Meßfehler entstehen können.13ci known facing heads are used for municipal control required flow agents outside of the planer or the rotating system arranged in the area of the facing slide drive. However, it is disadvantageous that the payers of the feed devices lying between Zeßstelle and Plauschicbor go into the processing result. To avoid this @achtell, transducers are used also already installed inside the facing lathe and directly from the facing slide driven. here, however, slip rings or pressure transmitters are required, e which can possibly falsify the measurement signals. In addition, it is difficult especially with smaller facing heads, the relatively large Neßvandler in rotating To accommodate facing pot. It is also difficult to use the sensitive transducers to protect effectively against chips and coolant. The aforementioned arrangement of the Messwandler also adheres to the fundamental handicap that the transducers through the Centrifugal force are called, which can result in measurement errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Plandreh- bzw.The invention is based on the object in facing or

Ausgbohrköpfen die Lage des Werkzeugs möglichst nahe am radial verschiebbaren werkzeustragenden Planschieber zu messen und Übertragungsfehler beim Übergang vom drehenden auf das feststehende System zu vermeiden.Ausgbohrköpfe the position of the tool as close as possible to the radially displaceable to measure tool-carrying facing slide and transfer errors during the transition from to avoid rotating on the stationary system.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die relative Verschiebung des Planschiebers im Plandreh- bzw. Ausbohrkopf zur Drehachse sich aus dem Vergleich zweier Pleßscheiben ergibt, von denen die eine das umlaufende System des Plandreh- bzw. Ausbgohrkopfes, die andere das umlaufende System plus Planschieberbewegung anzeigt und daß alle zum Antrieb der Neßscheiben oder Meßwertgeber erforderlichen Elemente wie Meßzahnstange, Meßritzel und Meßgetriche von der Zerspanungskraft und sonstigen Störgrößen entlastet sind.According to the invention, this object is achieved in that the relative Displacement of the facing slide in the facing or boring head to the axis of rotation itself from the comparison of two pleat washers, one of which is the rotating one Facing head system, the other the circulating system plus Indicates facing slide movement and that all to drive the Neßplatten or transducers required elements such as target racks, measuring pinions and measuring gauges from the cutting force and other disturbance variables are relieved.

@ine vortoilhafte Ausgest@ltung der @rfindung besteht darin, daß der Meßwortgeber oder die eine der Meßscheiben durch das Zentrum des @landrch- bzw. Ausbohrkopfes angetrieben wird und die Stellorgane für den Plauschieber koaxial dazu bewegt werden.An advantageous embodiment of the invention is that the Measuring word transmitter or one of the measuring disks through the center of the @ landrch resp. Boring head is driven and the actuators for the plausibility slide coaxially to be moved.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Krfindung besteht darin, daß die Stellorgane für den Planschieber im Zentrum des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes liegen und Meßzahnstange und ileßritzel außerhalb des Zentrums angeordnet sind und die beiden um das Zentrum drehbaron und vor dem vorderon Querlager befindlichen Neßscheiben antroiben.Another advantageous embodiment of the invention consists in that the actuators for the facing slide in the center of the facing or boring head lie and measuring rack and ileßritzel are arranged outside the center and the two can be rotated around the center and are located in front of the front transverse bearing Rub the test discs.

Außerdem ist es möglich, aß der Plandreh- bzw. Ausbohrkopf mit automatischem Werkzeugwechsel arbeitet.It is also possible to ate the facing or boring head with automatic Tool change works.

Ausführungsbeispiele der erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im folgenden näher beschricben.Embodiments of the invention are shown schematically in the drawing and are described in more detail below.

Es @eigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Plandrehkopf mit Lagerung und zentraler Anordnung der liewelle Fig. 2 den Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch einen Plandrehkopf mit Lagerung und fleßgetriebe sowie Meßscheibenanordnung vor der Plandreh-Lopflagerung Fig. 3 den Ausscluiitt aus einem Längsschnitt durch einen Plandrehkopf mit Lagerung und Meßgetriebe sowie Meßscheibenanordnung vor der Plandrehkopflagerung. It @eigt Fig. 1 is a longitudinal section through a facing head with storage and central arrangement of the shaft Fig. 2 shows the detail from a longitudinal section by means of a facing head with bearing and Fleß gear as well as measuring disc arrangement before the facing-Lopflagerung Fig. 3 the Auscluiitt from a longitudinal section through a facing head with storage and measuring gear and measuring disc arrangement in front of the Facing head bearing.

In der schematischen D'arstellung gemäß Fig. 1 ist im feststehenden Gehäuse 1 die Spindel 5 gelagert. An der Spindel 5 ist der Plandrehkopf 2 befestigt. Ler radial verschiebbare Planschicber 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel von einem Hydraulfkkolben 11 über Schubvrohre 12a und 12b mit daxwischenliegender Brchlagergruppe 13 angetriobon, wobei die am Bnde des Schubrohres 12b befindliche Znhnstangenverzahnung 12c mit dem im Plandrehkopf 2 gelagerton Ritzol 14 im Lingriff steht, welches seinerseits in die radial verlaufende Zahnstange 15 des Planschicbers 3 eingreift. im Planschicber 3 ist eine Meßzalnstange 20 befestigt, in die das Meßritzel 21 eingreift. Des Meßritzel 21 ist auf der Meßwelle 4, die durch die Schubrohre 12a und 12b hindurchgeführt und cinerscits im Plandrehkopf 2 und andererseits im feststehenden Gchäuse gelagert. Auf der Meßwelle 4 ist eine Meßscheibe S1 befestigt, zu der in bekannter Weise ein feststehendes Gitter G1, eine Lichtquelle L1 und eine Fotozelle F1 angeordnet sind. Am rückwärtigen Ende der Spindel 5 ist eine Meßscheibe So befestigt, zu der ebenfalls ein feststehendes Gitter G , eine Lichtquelle L, und eine Fotozelle F2 ange@rdnet sind.In the schematic representation according to FIG. 1, it is stationary Housing 1, the spindle 5 mounted. On the spindle 5 is the facing head 2 attached. Ler radially displaceable Planschicber 3 is in this embodiment from a hydraulic piston 11 via thrust tubes 12a and 12b with an intermediate one Brchlagergruppe 13 angetriobon, with the one located at the end of the thrust tube 12b Rack toothing 12c with the Ritzol 14 mounted in the facing head 2 in fine engagement stands, which in turn in the radially extending rack 15 of the Planschicbers 3 intervenes. in the Planschicber 3 a measuring pin 20 is attached, into which the measuring pinion 21 intervenes. The measuring pinion 21 is on the measuring shaft 4, which passes through the thrust tubes 12a and 12b passed through and cinerscits in the facing head 2 and on the other hand in the fixed housing. A measuring disk S1 is attached to the measuring shaft 4, to which in a known manner a fixed grid G1, a light source L1 and a Photo cell F1 are arranged. At the rear end of the spindle 5 is a measuring disk So attached, to which also a fixed grid G, a light source L, and a photocell F2 are connected.

Dei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 erfolgt der Antrieb des Planschicbers 3 durch die zentral angeordnete Zahnstange 22 über Ritzel 14 uild Zahnstange 15. Die Meßwelle 23 ist hier im Plandrchkopf 2 gelagert. in Fig. 2 ist die Meßscheibe S1 mit einem Flansch 24 konzentrisch zu oinem, im @landrehkopf 2 befestigten Plansch 25 gelagert. Auf dem Plansch 25 ist die Meßscheibe S2 befestigt. Am Plansch 24 ist außerdem noch der Meßzahnkranz 27 befestigt, in den das Meßritzel 28 einrgeift, welches auf der Meßwelle 23 befestigt ist. Zu den Meßscheiben S1 und S2 sind, wie auch in Fig. 1 gezeigt, die entsprochenden feststehenden Gittor F1 und F2, die Lichtquollen L1 und L2 und die Fotozellen F1 und F2 angeordnet. Dine hierzu abgewandelte Anordnung der Meßscheiben zeigt Fig. 3. Ilier ist die Meßscheibe S2 auf der Spindel 5 befestigt, während die Meßscheibe S1 auf der Spindel 5 drehbar gelagert ist, wobei deren Antrieb wieder über das t-ießritzel 23 und das Neßzahrad 27 erfolgt.The drive takes place in the exemplary embodiments according to FIGS. 2 and 3 of the Planschicbers 3 through the centrally arranged rack 22 via pinion 14 uild Toothed rack 15. The measuring shaft 23 is mounted in the facing head 2 here. in Fig. 2 is the measuring disc S1 with a flange 24 concentric to oinem, in the rotary head 2 fortified splash 25 stored. The measuring disk S2 is attached to the surface 25. In addition, the measuring toothed ring 27 is attached to the paddock 24, in which the measuring pinion 28 engages, which is attached to the measuring shaft 23. To the measuring disks S1 and As also shown in FIG. 1, S2 are the corresponding fixed gate F1 and F2, the light sources L1 and L2 and the photocells F1 and F2 are arranged. Dine Fig. 3 shows a modified arrangement of the measuring disks S2 attached to the spindle 5, while the Measuring disc S1 on the Spindle 5 is rotatably mounted, with its drive again via the t-ießritzel 23 and the Neßzahrad 27 takes place.

Der meßvorgang wird nachstehend mit den Angaben aus Fig. i nüher erläutert. Gemessen wird der relative Drehwinkel des Meßritzels 21, das mit der am Planschieber 3 befestigten llezalmstange 20 im Eingriff steht, mit Jlilfc von zwei ?ießscheiben und S2. Die Meßscheibe S1 ist über die Neßwelle 4 mit dem Meßritzel 21 verbunden. Die fleßscheibe S2 ist mit der Arbeitsspindel 5 fest verbunden. Die relative Drehwinkeländerung der beiden Meßscheiben S1 und S2 zueinander entspricht dem nbsolutcr Weg des Planschiebers 3. Bei digital-inkrementaler Arbeitsweise ergeben sich durch entsprechende Formung die Signale der Fotozellen F1 und F2 die auf eine Relativbewegung der beiden Neßscheiben und damit auf eine Planschieber-Absolutbewegung hinweisen. Die Abtastteciuiik der beiden Meßscheiben kann dem neuesten Stand der Technik angepaßt werdcn,wobei es möglich ist, vorwärts und rückwärts zu zählen und alle Verriegelungen vorzusehen, die mit Sicherheit gegen Fehlimpulse schützen. In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 ist das fotoelektrische Abtasten der entsprechend gestalteten Meßscheiben dargestellt.The measuring process is explained in more detail below with the information from FIG. The relative angle of rotation of the measuring pinion 21, that of the face slide, is measured 3 attached llezalm rod 20 is engaged, with Jlilfc of two? and S2. The measuring disk S1 is connected to the measuring pinion 21 via the measuring shaft 4. The flex washer S2 is firmly connected to the work spindle 5. The relative change in the angle of rotation of the two measuring disks S1 and S2 to each other corresponds to the absolute path of the facing slide 3. In the case of digital-incremental working methods result from corresponding shaping the signals from the photocells F1 and F2 indicate a relative movement of the two measuring disks and thus indicate a facing slide absolute movement. The scanning teciuiik of Both measuring disks can be adapted to the latest state of the art, whereby it it is possible to count forwards and backwards and to provide all interlocks, which definitely protect against false impulses. In the embodiments according to Fig. 1 to 3 is the photoelectric scanning of the correspondingly designed measuring disks shown.

Es können jedoch auch statt dessen induktive oder pneumatische Abtastsysteme verwendet werden.However, inductive or pneumatic scanning systems can also be used instead be used.

Die mit der Erfindung -crzeilten Vorteile bestehen darin, daß die Bewegung des Planschiebers mit einfachen mechanischen Mitteln, unbeeinflußt durch Zerspanungs- oder sonstige Störkräfte durch die Arbeitsspindel hindurch oder vor dem Gehäuse zur Arbeitsspindellagerung herausgeführt und dort mit hilfe von bekannten Mitteln der Meßtechnik in entsprechend verwertbare Daten umgeformt wird.The advantages -crzeilten with the invention are that the Movement of the facing slide with simple mechanical means, unaffected by Machining or other disruptive forces through or in front of the work spindle the housing led out to the work spindle bearing and there with the help of known Means of measurement technology is converted into appropriately usable data.

Claims

P a t e n t a n s p r u c h e

1. Facing or boring head with numerical control of the facing slide for generating radial tool movements with known ones loaded by the cutting force Transmission elements such as rack-gear-rack, spindle-bevel gear-roller screw gear, Spline rack, spline rack or hydraulic elements such as thrust piston, thereby it is not indicated that the relative displacement of the face slide (3) in the facing or The boring head for the axis of rotation is derived from the comparison of two love discs (Si and S2), one of which is the revolving system of the face turning or Boring head, the other shows the revolving system plus Planschicber movement and that all elements required to drive the measuring disks or transducers like target racks, measuring pinions and measuring gears from the machining force and others Disturbance variables are relieved.

2, facing or boring head according to claim 1, characterized by that measuring rack (12c) and measuring pinion (21) are arranged so that the Neßwertgeber or the one of the measuring disks (S) through the zone of the facing lathe or. Boring head is driven and the Stellorganc (11) for the Planschiober 93) coaxial thereto be moved.

3. @ Landrch- or boring head according to claim 1, characterized in that that the actuators (22) for the facing slide in the center of the facing or boring head lie and Meßzaiiiistangc (2) and measuring pinion (21) arranged outside the center are and the two urii the center rotatable and located in front of the front transverse bearing Drive measuring disks (S1 and S2).

4. Facing or Boring head according to claims 1 to 3, by characterized in that the facing or boring head with automatic Werkzoug change is working.

L e r s e i t e