DE2635749A1

DE2635749A1 - Drehkopf-bearbeitungseinrichtung

Info

Publication number: DE2635749A1
Application number: DE19762635749
Authority: DE
Inventors: James Leon Frazier
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Burgmaster-Houdaille Inc (eine Gesndgesetzen
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1976-08-09
Publication date: 1977-03-10
Also published as: US3975109A; FR2321970A1; GB1526327A; FR2321970B1; DE2635749C2; IT1067190B; CH621958A5; JPS5228781A; CA1046254A

Description

Houdaille Industries, Inc., Buffalo, N.Y./USA

Drehkopf-Bearbeitungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Spindel, einer Spindellagereinrichtung zur Lagerung der Spindel, einer Spindelantriebseinrichtung zur Drehung der Spindel und einer Bewegungseinrichtung zur Bewegung der Spinde!lagereinrichtung in einer Spindel-Vorschubrichtung parallel zur Spindelachse.

Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Drehkopf-Bearbeitungseinrichtungen, und zwar Drehkopf-Bearbeitungszentren, die mit einem Antrieb für die Z-Achse bzw. Spindel-Vorschubrichtung mit variabler Geschwindigkeit ausgerüstet sind.

Drehkopf-BearbeitungsZentren sind abwandlungsfähige Maschinen, die für Bohr- und Fräsarbeiten eingerichtet sind und bei denen eine Mehrzahl von Werkzeugen benutzt wird, die auf individuellen Spindeln montiert sind, welche am Umfang eines Drehkopfes angeordnet sind. Wenn ein neues Werkzeug benutzt werden soll, so wird der Drehkopf weitergestellt und dadurch das gewünschte Werkzeug in seine Arbeitsstellung gebracht; der gesamte Drehkopf ist für eine senkrechte Auf- und Niederbewegung eingerichtet, so daß er Bohrarbeiten ausführen kann.

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Weil verschiedene Werkzeuge in Verbindung mit den verschiedenen Spindeln am Drehkopf benutzt werden können, ist es erforderlich, irgendeinen Mechanismus vorzusehen, der eine Mehrzahl von verschiedenen Vorschubsgeschwindigkeiten in senkrechter Richtung bzw., gemäß der im folgenden verwendeten Bezeichnung, längs der Z-Achse ermöglicht. Es wurden zwar schon verschiedene Mechanismen für den Antrieb in der Z-Achse entwickelt, diese sind jedoch relativ kompliziert und kostspielig herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Antrieb mit variabler Geschwindigkeit für die Z-Achse eines Drehkopf-Bearbeitungszentrums zu schaffen, der einfacher und wirtschaftlicher herzustellen ist als die zuvor bekannten Vorrichtungen. Der Antrieb soll kompakt sein, gute mechanische Eigenschaften und ein niedriges Gewicht aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine die Geschwindigkeit herabsetzende harmonische Antriebseinheit, die bezüglich der Bewegungseinrichtung fest montiert ist, zur Bewegung eines Drehkopfes in Spinde1-Vorschubrichtung und einen Gleichstrommotor für variable Geschwindigkeit, der bezüglich der harmonischen Antriebseinheit fest montiert ist, zur Steuerung der Geschwindigkeit des Spindelvorschubs.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Wagen vorgesehen, der einstellbar auf einer senkrechten Trägersäule montiert ist, ein auf dem Wagen montierter Gleichstrommotor mit variabler Geschwindigkeit, eine auf dem Wagen montierte und von dem Motor angetriebene harmonische Antriebseinheit, ein mit der Ausgangswelle der harmonischen Antriebseinrichtung verbundenes und von dieser angetriebenes Ritzel, eine auf dem Wagen montierte Führungseinrichtung und ein Drehkopf, der bewegbar bezüglich der Führung gelagert ist und eine senkrecht angeordnete

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Zahnstange aufweist, die mit dem Ritzel in Eingriff ist, wobei die Bewegung des Drehkopfes längs der Z-Achse von dem Motor mit variabler Geschwindigkeit über die harmonische Antriebseinheit gesteuert wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht der Vorderseite eines Drehkopf-Bearbeitungszentrums gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine Perspektivansicht der Hinterseite eines Teiles des in Figur 1 dargestellten Gerätes;

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt gezeigte Seitenansicht der in Figur 2 gezeigten Antriebsgruppe für die Z-Achse;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht nach Ebene IV-IV in Figur 3; und

Fig. 5 ein Sehaltschema, teilweise in Blockform, der Motorsteuerschaltung für den Z-Achsenantrieb.

Das in Figur 1 gezeigte Drehkopf-BearbeitungsZentrum ist mit einem Paar senkrechter Säulen 12 und 14 versehen, die von einer Grundplatte 15 getragen werden. Ein Wagen 16 ist senkrecht einstellbar auf den Säulen 12 und 14 gelagert. Ein Drehkopf 18 ist senkrecht verschiebbar bezüglich des Wagens 16 gelagert und trägt eine Mehrzahl von Spindeln, die unter gleichem Abstand am Umfang des Drehkopfes 18 angeordnet sind. Jede Spindel ist mit einem Spannfutter 19 und einem individuellen Werkzeug 20 versehen.

Die am Unterteil des Drehkopfes 18 befindliche Spindel ist in ihrer Arbeitsstellung, und ihr Werkzeug 20 wirkt mit dem Werkstück zusammen, das auf einem Tisch 22 unterhalb des gerade arbeitenden Werkzeugs liegt. Für Bohrvorgänge wird der Drehkopf

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nach unten getrieben (längs der Z-Achse) und bringt das Arbeitswerkzeug 20 in Eingriff mit dem Werkstück, und der Z-Antrieb läuft weiter, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist, woraufhin der Drehkopf 18 längs seiner Z-Achse angehoben wird und das Werkzeug 20 aus dem Werkstück entfernt wird. Danach kann der Tisch 22 versetzt werden (mittels einer nichtdargestellten Einrichtung), um einen anderen Teil des Werkstückes unter dem Arbeitswerkstück in Stellung zu bringen, und dasselbe oder ein anderes Werkzeug kann benutzt werden, um den gewünschten Bearbeitungsvorgang auszuführen. Wenn ein Werkzeugwechsel stattfinden soll, so wird der Drehkopf 18 weitergedreht, um ein neues Werkzeug in seine Arbeitsstellung zu bringen.

Ein Steuerkasten 24 ist auf dem Wagen .16 montiert, und die Frontplatte des Steuerkastens besitzt 6 darauf angeordnete Steuereinrichtungen. Die Steuereinrichtungen 26 sind vorgesehen für die individuelle Wahl der gewünschten Geschwindigkeit des nach unten gerichteten Antriebs in der Z-Achse für die 6 Einstellungen des Drehkopfes 18. Für jede Einstellung ist eine getrennte Steuerung 26 vorgesehen, so daß der Vorschub jedes Werkzeugs 20 in der Z-Achse unabhängig von den anderen gesteuert werden kann.

Wie in Figur 2 gezeigt ist, besitzt der Wagen 16 einen Rahmen mit einem sich nach vorne erstreckenden Rahmenelement 30. Ein sich seitlich erstreckender Ansatz 32 ist mit dem Rahmenelement 30 mittels Schrauben 31 verbunden, und der Steuerkasten 24 ist auf der Stirnseite des Ansatzes 32 befestigt. Ein Gleichstrommotor 28 ist mit der Rückseite des Ansatzes 32 verbunden, mit horizontaler Ausrichtung seiner Welle, und eine harmonische Antriebseinrichtung 34 ist mit dem Rahmen 30 über Schrauben 33 verbunden. Der Motor 28 ist ferner durch Schrauben mit der harmonischen Antriebseinheit 34 verbunden, so daß der Motor 28 und die harmonische Antriebseinheit 34 eine einzelne starre Gruppe bilden, die von dem Rahmenelement 30 getragen wird. Das Rahmenelement 30 besitzt eine nach der Rotationsachse der harmonischen Antriebseinheit 3 4 ausgerichtete öffnung, und die

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Ausgangswelle der harmonischen Antriebseinheit 34 erstreckt sich durch die öffnung hindurch und treibt ein (in Figur 2 nichtgezeigtes) Ritzel 50 an. Das Ritzel wirkt zusammen mit einer Zahnstange 36, die in Figur 2 hinter einem weggebrochenen Teil des Rahmenelements 30 gezeigt ist. Die Zahnstange 36 ist mit einer Baugruppe 38 verbunden, die den Drehkopf enthält. Die Drehkopf-Baugruppe 38 wird auf einer senkrechten Bewegung bezüglich des Rahmenelements 30 mittels einer senkrecht angeordneten, auf dem Rahmenelement 30 montierten Führung geführt, und das Anheben der Baugruppe 38 wird somit mittels Drehung des Motors 28 eingestellt.

Das Rahmenelement 30 ist mit einer Buchse 40 versehen, die auf der Säule 14 gleiten kann und mit einer aufgespaltenen Buchse 42, die ebenfalls auf der Säule 14 gleiten kann. Ein Bolzen 44, der die getrennten Teile der aufgespaltenen Buchse 42 verbindet, ist so fest gespannt, daß er die Stellung des Wagens 16 bezüglich der Säule 12 festlegt.

Obwohl dies in Figur 2 nicht dargestellt ist, umfaßt der Wagen einen zweiten Rahmen auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine, mit Buchsen entsprechend der Buchse 40 und der aufgespaltenen Buchse 42, welche auf der anderen senkrechten Seite 14 verschoben werden können, und mit einer zweiten Führung für die Drehkopf-Baugruppe 38. Die zwei Rahmen sind miteinander verbunden zur Bildung eines steifen Aufbaus und sind vorzugsweise einstückig miteinander ausgebildet. Die zwei Führungen der Drehkopf-Baugruppe 38 gewährleisten die Stabilität der Drehkopf-Baugruppe 38 und schränken die Bewegung derselben bezüglich des Wagens 16 auf eine ausschließlich senkrechte Richtung ein.

Durch ein Kabel 46 ist der Steuerkasten 24 mit dem Motor 28 verbunden, und ein weiteres Kabel 48 verbindet den Steuerkasten mit einem Verbindungskasten 49. Der Verbindungskasten 49 ist über ein Kabel 50 mit einem Verbindungskasten 51 verbunden, und ein

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weiteres Kabel 5 2 verbindet den Kasten 51 mit einem weiteren Verbindungskasten 53. Dem Verbindungskasten 53 wird elektrischer Strom zugeführt.

Ein Motor 5 4 ist auf dem Wagen 16 montiert und treibt ein Riemenrad 55 an, welches über einen Riemen 56 mit einem weiteren Riemenrad verbunden ist. Das Riemenrad 57 ist mit der Antriebswelle des Drehkopf-Einstellmechanismus verbunden, welcher eine Kupplung für eine Umdrehung enthält, so daß der Drehkopf weiter gestellt wird wenn die Kupplung betätigt wird. Der Motor 54 läuft kontinuierlich und versetzt die Spindel über eine herkömmliche Kraftübertragung in Drehung. Die gerade vorliegende Einstellung wird mittels Signalen identifiziert, die von dem Einstellmechanismus erzeugt werden und über das Kabel 48 dem Steuerkasten 24 zugeführt werden, um die Steuereinrichtung 26 auszuwählen, die der gerade in Arbeitsstellung befindlichen Spindel entspricht.

Die zwei Säulen 12 und 14 sind an ihren oberen Enden über einen Träger 58 verbunden, und die mit Gewinde versehene Welle 59 einer Gewindestange erstreckt sich nach unten durch eine Öffnung in dem Träger 58 und wird von einer mit Gewinde versehenen Bohrung (nicht dargestellt) in dem Wagen aufgenommen. Der Wagen kann bezüglich der

angehoben Säulen 12 und 14 durch Drehung der Welle 59/und abgesenkt werden.

Es wird nun auf Figur 3 Bezug genommen, in der ein Querschnitt der harmonischen Antriebseinheit 34 dargestellt ist, gemeinsam mit einem Teil des Gleichstrommotors 28 für variable Geschwindigkeit und der Spindel 50. Das Rahmenelement 30 besitzt eine Öffnung zur Aufnahme der Ausgangswelle 60 der harmonischen Antriebseinheit, und eine Lagergruppe 61 ist in der Öffnung montiert und nimmt die Welle 60 auf. Das Ritzel 50 ist mit dem Ende der Welle 60 verbunden.

Das Rahmenelement 30 weist einen schalenförmigen Vorsprung 62 auf, der sich zu der harmonischen Antriebseinheit 34 hin erstreckt, und eine ringförmige Lippe 63 ist am außen gelegenen Rand der Abschluß-

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wandung des Vorsprungs 62 vorgesehen. Die Lippe 63 paßt in eine ringförmige Ausnehmung, die an dem Außenrand des Endstückes eines Gehäuses 65 vorgesehen ist, welches die harmonische Antriebseinheit 34 umgibt. Das Gehäuse 65 ist mit dem Rahmen 30 mittels Schrauben 33 verbunden, und die Lippe 63 und Ausnehmung 64 bewirken eine Ausrichtung der harmonischen Antriebseinheit in der geeigneten Stellung bezüglich des Lagers 61, so daß das Ritzel 50 sich in seiner für den Eingriff mit der Zahnstange 36 geeigneten Stellung befindet.

Die Ausgangswelle 66 des Motors 28 ist mittels eines Keils 68 an einem Wellenerzeuger 70 des harmonischen Antriebs befestigt. Der Wellenerzeuger 70 umfaßt ein elliptisch geformtes Element, auf dessen Umfang ein Element mit einer Umfangsrinne zur Lagerung einer Mehrzahl von Kugeln montiert ist. Die Kugeln 74 werden mittels eines Reifs 76 in ihrer Stellung gehalten, welcher das Element 70 umgibt und auf der Innenseite des Antriebsendes eines flexiblen Keilzahnelements 78 gelagert ist, so daß es die Außenseite des flexiblen Keilzahnelements 78 in Eingriff mit einem kreisförmigen Keilzahnelement 80 bringt, das mit Schrauben 82 bezüglich des Gehäuses 65 in seiner Stellung festgeschraubt ist. Das Ende des Gehäuses 65 angrenzend an den Motor 28 endet in einem Flansch 84, an dem der Motor 2 8 mittels Schrauben 80 festgeschraubt ist.

Das flexible Keilzahnelement 78 besitzt die Form eines schalenform!- gen flexiblen Elements, mit seinem angetriebenen Ende an der Lippe der Schale und seinem Antriebsende am Fuß 88 der Schale. Der Fuß ist mittels Schrauben 92 an einem Flansch 90 verschraubt, der an dem inneren Ende der Welle 60 vorgesehen ist. Eine Lagergruppe ist an der Innenseite des Gehäuses 65 zur Lagerung des Flansches befestigt.

Die Arbeitsweise der harmonischen Antriebseinheit wird am besten durch Figur 4 verdeutlicht, die eine Querschnittsansicht eines Teiles des in Figur 3 gezeigten Gerätes wiedergibt. Auf dem kreisförmigen

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Keilzahnelement 80 ist eine andere Anzahl von Zähnen vorgesehen als auf dem flexiblen Keilzahnelement 78, so daß sich letzteres mit einer herabgesetzten Geschwindigkeit bezüglich der Motorwelle 66 bewegt, in Abhängigkeit von dem Unterschied in der Anzahl der Zähne auf dem flexiblen Keilzahnelanent 78 und dem kreisförmigen Keilζahnelernent 80. Zusätzlich zur Untersetzung der Drehgeschwindigkeit der Welle 60 bezüglich der Welle 66 ergibt sich eine entsprechende Vergrößerung des an der Welle 60 anliegenden Drehmoments bezüglich demjenigen an der Welle 66. Der Elektromotor 28 rotiert also mit relativ hoher Geschwindigkeit, was zur Geschmeidigkeit des Antriebs und zum elektrischen Wirkungsgrad des Motors beiträgt, während das Ritzel 5 0 sich mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit und stark vergrößertem Drehmoment dreht, so daß unabhängig von der Belastung durch das Werkstück die gewünschte Vorschubsgeschwindigkeit längs der Z-Achse erreicht werden kann.

Das Innere der Kammer, --VIe von dem Rahmenelement 30 und dem Gehäuse 65 festgelegt wird, und auch das Innere der Kammer, die von dem flexiblen Keilzahnelement 78 begrenzt wird, sind zum Teil mit öl angefüllt, um die Schmierung für die Lager 61 und 94 und für das flexible KeiIzahnelernent 78 und seinen Wellenerzeuger 70 zu gewährleisten.

Die Einzelheiten der Anordnung des Elektromotors 28 für variable Geschwindigkeit gehören nicht zur vorliegenden Erfindung, und viele verschiedene Schaltungen zur Steuerung von Elektromotoren sind dem Fachmann bekannt. Es kann eine wohlbekannte Schaltung verwendet werden. Vorzugsweise wird eine Geschwindigkeitssteuerung mit gesteuertem Gleichrichter bzw. Thyristor oder mit Triac in herkömmlicher Weise verwendet, um eine variable Gleichspannung aus einer Wechselstromversorgungsspannung abzuleiten, um die Geschwindigkeit des Motors 28 zu ändern. Der relative Winkel der Leitung der Thyristoren wird in jedem Zyklus der

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Wechselspannung mittels eines Potentiometers gesteuert, daß durch Drehung einer der Steuereinrichtungen 26 (Figur 1) eingestellt wird. Nur eines der 6 am Steuerkasten 25 befestigten Potentiometer wird jeweils ausgewählt, um das Maß der Leitung der Thyristoren zu steuern, und das ausgewählte Potentiometer entspricht dem Werkzeug, welches sich in Arbeitsstellung befindet.

Die gesamte Z-Achsen-Antriebsgruppe einschließlich der Geschwindigkeitswahlsteuerung, des Gleichstrommotors, der harmonischen Antriebseinheit und des Ritzels 50 bilden eine extrem kompakte Einheit, die sowohl elektrisch als auch mechanisch im Vergleich zu den bekannten Systemen einen guten Wirkungsgrad aufweist. Die relativ kleinen Abmessungen und das niedrige Gewicht der Baugruppe tragen bei zur Herabsetzung der Größe und des Gewichtes des Wagens 16 auf ein Minimum und erleichtern die Einstellungen des Wagens 16 in senkrechter Richtung bezüglich der Säulen 12 und 14. Viele verschiedene Geschwindigkeiten sind für den Z-Achsenvorschub verfügbar je nach Einstellung der betreffenden Steuereinrichtung 26, und ein extrem hohes Drehmoment wird durch die harmonische Antriebseinheit für jede gewählte Geschwindigkeit an dem Zahnstangen-Ritzelmechanismus angelegt aufgrund des Drehmomentverstärkungseffektes der harmonischen Antriebseinheit 34. Der harmonische Antrieb wird vorzugsweise so gewählt, daß er die Geschwindigkeit des Motors im Verhältnis 80 : 1 untersetzt, was eine Drehmomentvergrößerung im Verhältnis 80 : 1 ergibt.

Es wird nun auf Figur 5 Bezug genommen, in der ein schematisches Schaltbild der Steuerschaltung für den Z-Achsenvorschub gezeigt ist. Der Gleichstrommotor 28 wird über eine Steuereinheit 100 mit Silizium-gesteuertem Gleichrichter gesteuert, welche mit einer elektrischen Stromquelle 102 und einer Programmsteuereinheit 104 verbunden ist. Die ProgrannSteuereinheit enthält eine numerische Steuervorrichtung, so daß die Arbeitsweise des Motors 28 nach einem vorbestimmten Programm gesteuert wird, wie dies in der Technik üblich ist.

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Die Motorsteuereinheit 100 mit Silizium-gesteuertem Gleichrichter ist mit zwei Anschlüssen 102 und 103 verbunden, und der Widerstand zwischen den Anschlüssen 102 und 103 bestimmt die Arbeitsgeschwindigkeit des Gleichstrommotors 28 zu jedem gegebenen Zeitpunkt. Die 6 Potentiometer 26a - 26f, die über die Steuereinrichtungen 26 einstellbar sind, sind in dem Kreis zwischen den Anschlüssen 102 und 103 enthalten. Jedes ist einem entsprechenden nockenbetätigten Schalter 106a - 106f zugeordnet, und einer der nockenbetätigten Schalter befindet sich in seiner geschlossenen Stellung, in Abhängigkeit von der Stellung des Drehkopfs 18. Die mechanischen Anordnungen derartiger nockenbetätigter Schalter sind wohlbekannt und werden daher hier nicht weiter beschrieben.

Ein Endanschluß jedes der Potentiometer 26a - 26f ist an eine gemeinsame Leitung 108 angeschlossen, und die Leitung 108 ist mit dem Anschluß 102 über einen veränderlichen Widerstand 110 und einen normalerweise geschlossenen Kontakt 109 eines Relais ZFHR verbunden. Dieser Kontakt wird von dem (nichtdargestellten) Relais ZFHR innerhalb der Programmsteuereinheit 104 betätigt. Der Kontakt 109 ist stets geschlossen, wenn der Z-Achsenvorschub eingeschaltet ist.

Die Abgriffe der Potentiometer 26a - 26f sind einzeln über die Schalter 106a - 106 f mit einer gemeinsamen Leitung 112 verbunden. Das andere Ende jedes der Potentiometer 26a - 26f ist gemeinsam mit einer Leitung 114 verbunden.

Eine Leitung 116 ist mit der Verbindung des veränderlichen Widerstands 110 und dem Kontakt 109 verbunden, und ein Widerstandsnetzwerk ist zwischen die Leitungen 116 und 114 geschaltet. Das Netzwerk enthält einen ersten Serienkreis mit Widerständen 118 und 120, einen zweiten Serienkreis mit Widerständen 122 und 124 und ein Potentiometer 126, das parallel zu den beiden Serienschaltungen geschaltet ist. Der Abgriff des Potentiometers 126 ist über einen normalerweise offenen Kontakt 128 eines Relais ZFHR mit dem An-

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Schluß 103 verbunden.

Der Anschluß 103 ist ferner über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 130 des Relais TVR und einen normalerweise offenen Kontakt 132 eines Relais HUR mit der Verbindung der Widerstände 122 und 124 verbunden. Die Verbindungsstelle der Kontakte 130 und 132 ist über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 134 des Relais HUR und einen Schalter CRP 136 mit der Leitung 112 direkt verbunden (bei der in der Zeichnung gezeigten Stellung des Schalters CRP 136), mit der Leitung 112 über einen normalerweise offenen Kontakt 138 eines Relais URX und mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 118 und 120 über einen normalerweise geschlossenen Kontakt des Relais URX, wenn der Schalter CRPsich in seiner anderen Stellung befindet.

Die Stellungen der verschiedenen Relaiskontakte und der in Figur 5 gezeigte Schalter CRP sind die Elemente, die eine Steuerung der Geschwindigkeit des Gleichstrommotors 28 durch Einstellung der veränderlichen Widerstände 26a - 26f ermöglichen. Die Relais URX und CPR, HUR und TVR werden durch die Arbeitsweise der Programmsteuereinheit 104 derart gesteuert, daß die Steuerung aufgrund der Potentiometer 26a - 26 f überfahren wird, wenn eine andere feste Geschwindigkeit erwünscht ist. Derartige verschiedene Geschwindigkeiten sind erwünscht, wenn die Maschine in Transversal-Betriebsweise läuft (wenn das Relais TVR erregt ist) oder sich in anderen Zuständen befindet, wenn die Relais HUR (Kopf-Hoch-Relais) und URX (Hoch-Relais) erregt sind und wenn der Schalter CRP {Kriechbewegungsschalter) in seine andere Stellung gebracht wird. Die Werte der Widerstände und Potentiometer 118 bis 126 sind so gewählt, daß sie die richtigen Geschwindigkeiten ergeben, wenn die verschiedenen Relais erregt werden, je nach dem gewünschten Arbeitsgang. Wenn die Steuerung des Z-Achsen-Vorschubs wirksam ist, so befinden sich die Relaiskontakte jedoch in der gezeigten Stellung, und die Geschwindigkeit des Motors wird unabhängig durch eine der Potentiometer 26 a - 26 f gesteuert.

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Bei dem in Figur 5 wxedergegebenen Zustand ist der Schalter 106e geschlossen, so daß der Motor 28 entsprechend der Einstellung des Potentiometers 26e gesteuert wird. Der veränderliche Widerstand 110 ist ein Trimmwiderstand, der so eingestellt werden kann, daß die Widerstandsgröße zwischen den Anschlüssen 102 und 104 erhöht oder erniedrigt werden kann, gleich welcher ,der Schalter 106a bis 106f geschlossen ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzen die Widerstände, veränderlichen Widerstände und Potentiometer nach Figur 5 die folgenden Werte:

26a - 26f 50 k_Q_

110 20 k.il

118 30 k_a

120 470 SL

122 2 7 kJl

124 1,2k_TL

126 20 k_TL

Die Erfindung wurde vorstehend so ausführlich beschrieben, daß der Fachmann in der Lage ist, sie auszuüben.

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Claims

Houdaille Industries, Inc., Buffalo/ N.Y./USA Patentansprüche

1.. Werkzeugmaschine mit einer Spindel, einer Spindellagereinrichtung zur Lagerung der Spindel, einer Spindelantriebseinrichtung zur Drehung der Spindel und einer Bewegungseinrichtung zur Bewegung der Spindellagereinrichtung in einer Spindel-Vorschubrichtung parallel zur Spindelachse, gekennzeichnet durch eine die Geschwindigkeit herabsetzende harmonische Antriebseinheit (34), die bezüglich der Bewegungseinrichtung (50) fest montiert ist, zur Bewegung eines Drehkopfes (18) in Spindel-Vorschubrichtung und einen Gleichstrommotor (28) für variable Geschwindigkeit, der bezüglich der harmonischen Antriebseinheit (34) fest montiert ist, zur Steuerung der Geschwindigkeit des Spindelvorschubs.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinrichtung (50) eine Führungseinrichtung (30), die dazu eingerichtet ist, die Bewegung der Lagereinrichtung (18) in einer Richtung parallel zur Achse der Spindel zu führen, eine mit der Lagereinrichtung verbundene Zahnstange (36) und ein mit der Zahnstange (36) in Eingriff befindliches Ritzel (50) umfaßt und daß die harmonische Antriebseinheit (34) zum Antrieb des

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Ritzels (50) bezüglich der Führung (30) fest gelagert ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Lager (62) für die Montage der harmonischen Antriebseinheit

(34) in einer festen Stellung bezüglich der Führungseinrichtung (30) und eine Einrichtung (84, 86) zum Montieren des Motors mit veränderlicher Geschwindigkeit direkt an der harmonischen Antriebseinheit (34), wodurch die Baugruppe aus Führungseinrichtung (30), harmonischer Antriebseinheit (34) und Motor (28) eine starre Einheit bilden und die harmonische Antriebseinheit (34) und der Motor koaxial miteinander ausgerichtet gelagert sind.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (32) der Führungseinrichtung (30),an dem die harmonische Antriebseinheit (34) montiert ist, mit einer koaxial zu der harmonischen Antriebseinheit (34) ausgerichteten Öffnung zur Aufnahme einer Ritzelträgerwelle (60) der harmonischen Antriebseinheit (34) versehen ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Lager (61), das in der Öffnung zur Lagerung der Ritzelwelle montiert ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Tafel (2 4) , die eine manuelle Steuerung für den Motor (28) mit variabler Geschwindigkeit trägt, und ein Trägerelement (16) für die starre Befestigung der Tafel (24) bezüglich des Motors (28).

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Fußteil mit einer Trägersäule (14), einen auf der Trägersäule (14) gelagerten und für eine senkrechte Bewegung bezüglich derselben eingerichteten Wagen (16) und eine Montageeinrichtung (30, 31, 32) zur Befestigung der harmonischen Antriebseinheit (34) und des Elektromotors (28) mit variabler Geschwindigkeit auf dem Wagen (16).

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8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine manuelle Steuereinrichtung (26), die von dem Wagen (16) getragen wird, zur Steuerung der Geschwindigkeit des Motors (28) mit variabler Geschwindigkeit.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (30) ein Paar paralleler, im Abstand voneinander angeordneter Führungselemente zur Führung der Bewegung der Spindellagereinrichtung umfaßt.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindellagereinrichtung einen Drehkopf (18) zur Lagerung einer Mehrzahl von Spindeln an gleichmäßig beabstandeten Stellen um den Umfang der Spindel herum umfaßt.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von einstellbaren Steuereinrichtungen (26) zum Regulieren der Geschwindigkeit des Motors (28) in jeder einzelnen Stellung des Drehkopfes (18) und eine Mehrzahl von Schaltern (106), jeweils einer für jede der Steuereinrichtungen (26), zur individuellen Inbetriebnahme der Steuereinrichtungen (26) in Abhängigkeit von der Stellung des Drehkopfes (18).

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (26) veränderliche Widerstände (26a bis 26f) enthält und eine Motorsteuereinheit (100) für den Gleichstrommotor (28) zur Regulierung der Geschwindigkeit des Motors in Übereinstimmung mit dem Widerstand in einer Steuerschaltung und eine Einrichtung (109, 106), die die Schalter zum Schalten eines der veränderlichen Widerstände (26a - 26f) in seinen Arbeitszustand innerhalb der Steuerschaltung enthält, vorgesehen sind.

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13. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die harmonische Antriebseinheit (34) ein schalenförmiges flexibles Keilzahnelement (78) mit einem allgemein zylindrischen Teil und einem Endteil, ein das flexible Keilzahnelement umgebendes Gehäuse (34), eine von dem Gehäuse getragene Lagereinrichtung (94) zur Lagerung des Endteiles des flexiblen Keilzahnelements (78), eine mit dem Endteil verbundene und sich durch eine Öffnung in dem Gehäuse erstreckende Ritzelwelle (60), eine Einrichtung (84, 86) zur Befestigung des Gleichstrommotors (28) an dem Gehäuse, wobei sich die Motorwelle des Motors (28) koaxial in den zylindrischen Teil des flexiblen Keilzahnelements hineinerstreckt, einen Wellenerzeuger (70), der auf der Motorwelle innerhalb des zylindrischen Teils des flexiblen Keilzahnelements montiert ist, und ein feststehendes kreisförmiges Keilzahnelement (80) umfaßt, das an dem Gehäuse in einer solchen Stellung befestigt ist, daß es den zylindrischen Teil und den Wellenerzeuger (70) umgibt.

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