DE3101781A1 - "nc-fraesmaschine" - Google Patents

"nc-fraesmaschine"

Info

Publication number
DE3101781A1
DE3101781A1 DE19813101781 DE3101781A DE3101781A1 DE 3101781 A1 DE3101781 A1 DE 3101781A1 DE 19813101781 DE19813101781 DE 19813101781 DE 3101781 A DE3101781 A DE 3101781A DE 3101781 A1 DE3101781 A1 DE 3101781A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
milling machine
tool
axis
axes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19813101781
Other languages
English (en)
Inventor
Engelbert Dr.-Ing. 8013 Haar Westkämper
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messerschmitt Bolkow Blohm AG filed Critical Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Priority to DE19813101781 priority Critical patent/DE3101781A1/de
Priority to JP616582A priority patent/JPS57144645A/ja
Publication of DE3101781A1 publication Critical patent/DE3101781A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23CMILLING
    • B23C1/00Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/02Milling machines not designed for particular work or special operations with one horizontal working-spindle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/416Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Description

  • NC-Fräsmashine
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine NC-Fräsmaschine für mehrachsige bahn- oder streckengesteuerte Bearbeitung.
  • Solche, zum Stand der Technik gehörenden Fräsmaschinen sind je Hauptachse mit einem Antrieb versehen. HIerbei können zwei Vorschubbewegungen gleichzeitig ausgeführt erden, wobei der wirksame Vorschub die Resultierende aus der Lage bzw. der Richtung und der Größe der Vorschubvektoren je Koordinatenachse ist. Der Vorschub setzt sich hier aus mehreren Bewegungen in Richtung der Koordinatenachsen x,y,z (gesteuerte Achsen) zusammen und das Fräsverfahren ;<ann kinematisch durch eine Rotations- und eine nranslationsbewegung charakterisiert werden. Diese bekannten Fräsmaschine besitzen maximale Vorschübe, die jedoch zur Hochgescnwndig Keitsbearbeitung nicht ausreichen und die Möglichkeiten zur Steigerung der Arbeitsleistung solcher numerisch gesteuerter Anlagen sind durch die technisch bereits erreichten Grenze der Antriebe, Meß- und Positioniersysteme, Steuerungen usw.
  • kaum gegeben.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, herkömmliche NC-Fräsmaschinen ohne großen Aufwand so umzurüsten, daß mit ihnen die Vorschubgeschwindigkeiten, Beschleunigungs und Verzögerungswerte bei mehrachsig bahngesteuerten Mascninen verdoppelt werden.
  • Diese Aufgabe wird in überraschend zuverlässiger und einfacher Weise durch die in den Ansprüchen niedergelegten Ma?-nahmen gelöst. In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung erläutert und in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Skizze des Grundaufbaus einer NC-Fräsmaschine; Fig. 2 ein Schaltschema der Bewegungssteuerung der vorgeschlagenen NC-Fräsmaschine; Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des vorgeschlagenen Maschinentyps; Fig. 4a eine Skizze mit den eingetragenen Hauptachsen und Vorschubbewegungen; Fig. 4b Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4a; Fig. 5 ein Diagramm über das prinzipielle Beschleunigungsverhalten in der Gegenüberstellung des herkömmlichen und des neuen Prinzips; Fig. 6 eine Skizze des Prinzips bei gleichsinnigen Vorschüben; Fig. 7 ein Diagramm über den Arbeits- und Wirk.ungsbereich einer nach der Erfindung arbeitenden 2-Achsen-aschine; Fig. 8 eine perspektivische Skizze einer Vertikal-Fräsmaschine, bei der das Werkzeug in 3 Achsen und das Werkstück in 2 Achsen verfahrbar ist.
  • Fig. 9 eine Skizze eines weiteren Ausführungsbeispiels in Form einer Horizontal-Fräsmaschine mit vertikaler Spannwand.
  • Generell läßt sich das Fräsverfahren - wie schon erwähnt -kinematisch durch eine Rotations- und eine Translationsbewegung charakterisieren. Alle bisher bekannten Fräsmaschinen mit 3-Achsen-Bahn- oder Streckensteuerung beruhen auf der Konzeption, daß je Bewegungsrichtung nur ein Antrieb wirkt und damit je nach Naschinenbauweise entweder das Werkstück oder das Werkzeug ruht.
  • Das nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag konzipierte Ausführungsbeispiel einer Fräsmaschine 1o sieht nun vor, daß sowohlidas Werkzeug 14 als auch das Werkstück 19 in den einzeine Koordinatenachsen x,y,z relativ zueinander bzw. gegeneinander bewegt werden und sich so - relativ betrachtet -die Vorschubvektoren addieren. Um dies zu erreicne, werden zur Erzeugung der Relativbewegung je koordinatenachse zwei Antriebe 13,18 mit entgegengesetzter oder gleicher Wirkungsrichtung eingesetzt, wobei zur Erzeugung von Bahnkurven im Raum oder in der Fläche mehrere Vorschübe simultan bewegt werden.
  • Durch die Überlagerung von Bewegungen, wie es in den Skizzen der Fig. 3 bis 4b dargestellt ist, werden nun wesentliche Vorteile gegenüber den Ausführungsformen nach dem Stand der Technik erreicht, und zwar werden die maximalen Vorschubgeschwindigkeiten je Achsrichtung und im Raum verdoppelt, aber ebenso der maximale Vorschubgeschwindigkeitsbereich und die Beschleunigung bzwVerzögerung an sic, Die Fig. 5 verdeutlicht dies in einem Diagramm.
  • Geht man davon aus, daß je Antrieb gleiche Leistunsdaten gegeben sind, so können durch die gleichzeitige Beschleunigung und gegenläufige Vorschübe die maximalen Vorschubgeschwindigkeiten herkömmlicher Maschinen bereits auf dem halben Weg, bzw. in der halben Zeit erreicht werden, oder in der gleichen Zeit die doppelte Vorschubgeschwindigkeit, wobei dies insbesondere dann von großem Vorteil ist, wenn Bahnkurven gefahren werden müssen.
  • Durch die vorgeschlagene Erhöhung der Antriebe bzw. Vorschübe werden nun zusätzliche Freiheitsgrade geschaffen, die frei wählbar den Erfordernissen der Bearbeitungstechnologie einsetzbar sind, so daß es nicht erforderlich ist, daß die gegenläufigen Bewegungen mit gleicher Geschwindigkeit durchgeführt werden müssen.
  • Das in der Fig. 1 gezeigte Allsfuhrlngsbeispiel einer Dreiachsen-F-äsmaschine 1o verdeutlicht die nach der Erfindung vorgeschlagene Konzeption, wonach der Werkstückhalter und die Spindeleinheit mit ihrem Antrieb jeweils in drei Achsen verfahrbar sind und die zur Bearbeitung erforderliche Relativbewegung räumlich durch simultane gegenläufige Bewegungen erfolgt. Auf einem sogenannten Kreuztisch 21, der in Richtung der Spindelachse z verfahrbar ist, befindet sich ein Maschinenständer 22, der quer - also in der x-Achse - bewegt werden kann. Dieser Maschinenständer 22 ist sowohl die Spindeleinheit 23 mit ihrem Antrieb, als auch die Werkzeugaufnahmevorrichtung mit dem Werkzeug 24 in der y-Achse verfahrbar zugeordnet. Durch diese Ausgestaltung mit drei translatorischen Achsen, kann das Werkzeug 24 in drei Richtungen verfahren werden. Dieser vorbeschriebenen Anordnung spiegelbildich gegenüber wird mit fluchtenden Achsen der Werkzeugträger angeordnet, der sich aus dem Kreuztisch 25 - der in der z-Achse verfahrbar ist - dem quer bewegbaren - in der x-Achse verfahrbaren - Werkstück-Ständer 25 und senkrecht dazu dem Arbeitstisch 27 zusammensetzt. Letzterer ist in der y-Achse verfahrbar angeordnet. Diese Maschine verfügt also über 6 Freiheitsgrade, welche in jeder Achsrichtung gegenlRufige Vorschübe erzeugen können. Hierzu wird je Bewegung bzw. Bewegungsrichtung ein Antriebsaggregat so eingebaut, daß jeder Einzel antrieb unabhängig von allen anderen Antrieben steuerbar ist. Die Richtungsumkehr erfolgt durch die numerische Steuerung.
  • Ein Beispiel der Steuerschaltung zeigt die Fig. 2, worin die komplette Schaltung für alle Achsen gleich ist und einer besonderen Erläuterung nicht bedarf. Mit 11 und 16 ist eweils die Einheit für den Soll-Istwertvergleich bezei hret, mit 12 und 17 die Leistungsverstärker, die einmal dem Antrieb für den Werkzeugvorschub 13 und zum anderen dem Werkstückvorschubs-Antrieb 18 vorgeschaltet sind. Mit 15 und 20 sind die Lagemeßeinrichtungen für Werkzeug 14 und Werkstück 19 bezeichnet. Die Richtungsumkehr erfolgt über die Einheit 21, die ebenfalls von der NC-Steuereinheit 3O ihre Signale bekommt.
  • Der wesentliche Funktionsablauf vollzieht sich wie folgt: wird das auf dem Arbeitstisch 27 fest aufgespannte Werkstück beispielsweise von unten nach oben bewegt, so steuert die Einheit 3O gleichzeitig das Werkzeug von oben nach unten.
  • In gleicher Weise arbeiten die Axial- und die Quervorschübe zusammen. Durch simultanes Verfahren von Kreuztischcn, Ständern und Spindeleinheiten sowie Arbeitstische lassen sich beliebige Flächen herstellen. Damit gewinnt die Maschine eine hohe Flexibilität hinsichtlich der unterschiedlichsten Anwendungsfälle. Die Bewegungen sind hier entgegengesetzt, aber gleichförmig.
  • Selbstverständiich läßt sich der erfindungsgemäße Vorschlag auf Vier- und Fünfachsenmaschinen ebenso anwenden, so daß es möglich ist weitere Kipp- und Schwenkbewegungen zu realisieren. Auch Mehrspindelmaschinen können nach dem vorbeschriebenen Prinzip umgebaut werden.
  • Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen sind nun NC-Fräsmaschinen in der Lage, in Leistungsbereichen zu arbeiten, die bisher nicht erreichbar waren.
  • sei ungleichförmiger Bewegung der einzelnen Noordinatenachsen, d.h. die Bewegungen von Werkstück und Werkzeug werden unabhängig voneinander nach Weg, Richtung und Geschwindigkeit gesteuert, muß die Steuerung 3O ledIglIch mit der entsprechenden 7ahl von Signal ausgängen ausgestattet werden. Im großen und ganzen können für die er'in dungsgemäße Ausführungsformen Aufbau, Antriebs- Steuerungs-und Überwachungssysteme der herkömmlichen Art verwendet werden.
  • Elne Variante der Erfindung sieht vor, daß Werkzeug und Werkstück in gleicher Richtung bewegt werden. Hierbei können bei unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten je Vorschubeinheit beliebig kleine Vorschübe aus der Relativgeschwindlgkeit erreicht werden. Auch hier sind je Koordinatenachse zwei Antriebe angeordnet, die in die gleiche Richtung ( 1 x Werkzeug, 1 x Werkstück) mit unterschiedlicher gesteuerter Geschwindigkeit verfahren werden. Durch diese Maßnahmen ist nun erstmals die Möglichkeit geboten, Vorschübe praktisch bis gegen Null zu erzeugen, was bisher nicht erzielt werden konnte, da die Vorschubgeschwin digkeiten nach unten begrenzt sind. Ein Schema zeigt hier die Fig. 6.
  • Natürlich läßt sich auch eine Kombination von gleichsinnigen und gegenläufigen Vor schüben ohne besonderen Anderungs aufwand konzipieren. Hier sind die Richtungen je Vorschub antrieb dann umkehrbar und die Geschwindigkeiten je Vorschubeinheit in einem definierten Bereich steuerbar. Daß dadurch die Vorschubbereiche wesentlich verrößert werden, ist leicht zu verstehen.
  • Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen sind nun .NC-Fräsmascninen geschaffen worden, die ohne große ankerung der Gesamtmaschinenkonzeption und unter Verwendung herkömmlicher 3aueinheiten und -elemente die Vorschubgeschwindigkeiten, die Beschleunigungs- und Verzeigerungswerte bei mehrachsig bahngesteuerten Maschinen verdoppeln und die 3earbeitungshauptzeiten und zum Teil auch die Nebenzeiten (Eilgangpositionierung) um 50% reduzieren. £)ie lniJ. 7 verdeutlicht in einem Schema die wesentliche Vergrößerung des Wirkungsbereiches der Erfindung gegenüber den Maschinen nach dem Stand der Technik, wobei das Schema sich auf eine ZweI-Achsenmaschlne bezieht, aber bei Drei- und Nehrachsenmaschinen sind die Wirkungsbereiche analog dazu.

Claims (6)

  1. Patentansrüche w DJC-Fräsmaschine für mehrachsige bahn- oder streckengesteuerte Bearbeitung, dadurch g e k e n n z e i ch -n e t , daß im Hochgeschwindigkeitsbereich das Werkzeug (14) und das Werkstück (19) in den Kcordinatenachsen (x,y,z) der Maschine (10) simultan gegenläufig mit gesteuertem Vorschub bewegt werden.
  2. 2. NC-Fräsmaschine für mehrachsige bahn- oder streckengesteuerte Bearbeitung, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß im niederen Geschwindigkeits bereich das Werkzeug (14) und das Werkstück (19) in den Koordinatenachsen (x,y,z) der Maschine (lo) simultan in gleicher Richtung, aber mit unterschiedliche Geschwindigkeiten bewegt werden.
  3. 3. NC-Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 uno 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß für alle Geschwindigkeitsbereicne das Werkzeug (14) und das Werkstück (19) in den Koordinatenachsen (x,y,z) der Maschine (lo) sowohl tn entgegengesetzter, als auch in gleicher Richtung simultan bewegt werden und die Koordination und Überwachung der Bewegungsabläufe von der NC-Steuerung (30) durchgeführt werden.
  4. 4. NC-Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß 5eweils der Aufspanntisch (21,25) und die Spindeleinheit (23) mit dem Spindelantrieb bzw. der Werkstück Arbeitstisch (27) in je drei Achsen (x,y,z) verfahrbar sind.
  5. 5. NC-Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß je Noordinatenachse (x,y,z) zwei Antriebe mit entgesergesetzter oder gleicher Wirkungsrichtung angeordnet sind.
  6. 6. NC-Fräsmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Werkzeug und das Werkstück in zwei Achsen (x-u; y-v) simultan gegenläufig verfahrbar sind.
DE19813101781 1981-01-21 1981-01-21 "nc-fraesmaschine" Ceased DE3101781A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813101781 DE3101781A1 (de) 1981-01-21 1981-01-21 "nc-fraesmaschine"
JP616582A JPS57144645A (en) 1981-01-21 1982-01-20 Numerical value control type milling machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813101781 DE3101781A1 (de) 1981-01-21 1981-01-21 "nc-fraesmaschine"

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3101781A1 true DE3101781A1 (de) 1982-08-05

Family

ID=6123026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813101781 Ceased DE3101781A1 (de) 1981-01-21 1981-01-21 "nc-fraesmaschine"

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS57144645A (de)
DE (1) DE3101781A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2535639A1 (de) * 1981-05-13 1984-05-11 Tsugami Kk
EP0319032A2 (de) * 1987-12-04 1989-06-07 Hundegger, Hans Zimmerei-Abbundanlage
EP0517168A2 (de) * 1991-06-07 1992-12-09 COMAU S.p.A. Spanabhebende Bearbeitungseinheit
DE10019669C2 (de) * 2000-04-19 2003-06-12 Starragheckert Gmbh Verfahren und Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken
EP2008753B1 (de) * 2007-06-30 2010-02-24 Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes
DE102012021873A1 (de) * 2012-11-07 2014-05-08 Heinz Deitert Verfahren, Vorrichtung und Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken
DE102009036600B4 (de) 2009-05-05 2020-01-23 Karl-Heinz Wurst Bearbeitungsmaschine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624891B1 (ko) 2004-11-18 2006-09-18 위아 주식회사 공작기계의 급속이송제어방법

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2535639A1 (de) * 1981-05-13 1984-05-11 Tsugami Kk
EP0319032A2 (de) * 1987-12-04 1989-06-07 Hundegger, Hans Zimmerei-Abbundanlage
EP0319032A3 (de) * 1987-12-04 1991-10-16 Hundegger, Hans Zimmerei-Abbundanlage
EP0517168A2 (de) * 1991-06-07 1992-12-09 COMAU S.p.A. Spanabhebende Bearbeitungseinheit
EP0517168A3 (en) * 1991-06-07 1993-01-13 Comau S.P.A. Chip-forming machining unit
DE10019669C2 (de) * 2000-04-19 2003-06-12 Starragheckert Gmbh Verfahren und Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken
EP2008753B1 (de) * 2007-06-30 2010-02-24 Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Werkzeugmaschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes
US7899575B2 (en) 2007-06-30 2011-03-01 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Machine tool and method for processing a workpiece
DE102009036600B4 (de) 2009-05-05 2020-01-23 Karl-Heinz Wurst Bearbeitungsmaschine
DE102012021873A1 (de) * 2012-11-07 2014-05-08 Heinz Deitert Verfahren, Vorrichtung und Werkzeug zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken

Also Published As

Publication number Publication date
JPS57144645A (en) 1982-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3707579C2 (de)
DE60116992T2 (de) Werkzeugmaschine mit mindestens zwei Bearbeitungseinheiten
EP0305735B1 (de) Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mittels rundlaufender Werkzeuge
EP1260294B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Drehbearbeitung
DE3427245A1 (de) Werkzeugmaschine
EP0203452B1 (de) Numerisch gesteuerte Drehmaschine
DE2706178A1 (de) Numerisch gesteuerte drehbank
EP1409182B1 (de) Werkzeugmaschine
DE3027504C2 (de) Schleifmaschine
DE3101781A1 (de) &#34;nc-fraesmaschine&#34;
EP0807490A2 (de) Mehrspindeldrehmaschine
EP0239564A2 (de) Drehmaschine
EP1076357A1 (de) Montagevorrichtung zur Herstellung microsystemtechnischer Produkte
DE3236356A1 (de) Bearbeitungszentrum
EP0360953B1 (de) Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken
DE4115896C2 (de) Vorrichtung, insbesondere Funkenerosionsvorrichtung, sowie Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken
EP0227663B1 (de) Bearbeitungseinrichtung zur verzahnung von zahnrädern
DE3511790A1 (de) Senkrechtdrehmaschine
EP1074338B9 (de) Werkzeugmaschinenführungssystem bzw. Mehrachsenroboter für eine Mehrzahl von Werkzeugen
DE2433435A1 (de) Werkzeugmaschine mit einem werkzeugmagazin
DE3309424C2 (de) Verfahren zum Schleifen eines konischen Nockens sowie Maschine zum Durchführen des Verfahrens
EP3325210B1 (de) Andock-maschine
DE19534167C1 (de) CNC-Bearbeitungszentrum mit einem Werkzeugrevolver
EP0563412A1 (de) Werkzeugmaschine mit einer numerischen Steuerung zur Unterbrechung und Fortsetzung der Bearbeitung
DD261537B1 (de) Verfahren zur fuehrung eines verzahnwerkzeuges zur herstellung kegeliger verzahnungen beliebig geformter flankenlinie auf werkzeugmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection