DE3609483A1 - NUMERICALLY CONTROLLED MILLING HEAD FOR TRAINING THREE-DIMENSIONAL SURFACES - Google Patents

NUMERICALLY CONTROLLED MILLING HEAD FOR TRAINING THREE-DIMENSIONAL SURFACES

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DE3609483A1
DE3609483A1 DE19863609483 DE3609483A DE3609483A1 DE 3609483 A1 DE3609483 A1 DE 3609483A1 DE 19863609483 DE19863609483 DE 19863609483 DE 3609483 A DE3609483 A DE 3609483A DE 3609483 A1 DE3609483 A1 DE 3609483A1
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Germany
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milling head
numerically controlled
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milling
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DE19863609483
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Mátyás Dipl.-Ing. Dr. Tálas
László Dipl.-Ing. Esztergom Vigmann
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SZERSZAMGEPIPARI MUEVEK
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SZERSZAMGEPIPARI MUEVEK
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • B23Q1/5406—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043—Accessories for spindle drives
    • B23Q5/045—Angle drives

Description

Numerisch gesteuerter Fräskopf zur Ausbildung
von dreidimensionalen Flächen Numerically controlled milling head for training
of three-dimensional surfaces

Die Erfindung bezieht sich auf einen numerisch gesteuerten Fräskopf zur Ausbildung von dreidimensionalen Flächen, durch welche die kinematische Verwirklichung einer mehrachsigen Bearbeitung derart ermöglicht wird, daß die Grundmaschine eine dreiachsige Fräsmaschine ist, an deren Hauptspindelschlitten der erfindungsgemäß entwickelte Fräskopf ange bracht werden kann. The invention relates to a numerically controlled milling head for the formation of three-dimensional surfaces through which the kinematic implementation of multi-axis machining is made possible in such a way that the basic machine is a three-axis milling machine, on whose main spindle slide the milling head developed according to the invention can be attached.

Das wichtigste Verwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Fräskopfes liegt in der Ausbildung von dreidimensiona/en Flächen, aber der steuerbare Fräskopf findet seine Anwendung auch bei allen über Numerik verfügenden Fräs- bzw. Bohr-Fräsmaschinen. The most important field of application of the milling head according to the invention lies in the formation of three-dimensional surfaces, but the controllable milling head is also used in all milling or drilling-milling machines with numerics.

1Wf Bei der Ausbildung von dreidimensionalen Flächen ist derzeit das Niveaulinien- oder Terrassenfräsen als allgemeine Lösung bekannt. Diese Metho- de hat aber den Nachteil, daß die Fläche in Treppen d.h. in den Teilschrifcten entsprechende Schichten- oder Niveaulinien geteilt ist, so daß keine zusammenhängende homogene Fläche entsteht. Darüberhinaus kann diese Lösung nur mit ziemlich unwirtschaftlicher Technologie verwendet werden. 1 Wf When creating three-dimensional surfaces, level line or terrace milling is currently known as a general solution. These methodological de has the disadvantage that the area that is in stairs schrifcten corresponding layers- or level lines is divided into the part so that no cohesive homogeneous surface is obtained. Furthermore, this solution can only be used with rather uneconomical technology.

Mit dem erfindungsgemäßen Fräskopf kann dieser Nachteil dadurch besei tigt werden, daß die Welle des Fräswerkzeuges mit der Achse der Flächennormalen, oder mit der in der Kontaktebene des Flächenelementes befindlichen Geraden identisch rotiert, wodurch eine zusammenhängende homogene Fläche entsteht und die optimale technologischen Daten ange nähert werden können. With the milling head according to the invention, this disadvantage can be eliminated by the fact that the shaft of the milling tool rotates identically with the axis of the surface normal or with the straight line in the contact plane of the surface element , which creates a cohesive homogeneous surface and the optimal technological data are approached can.

Aus ähnlichen heutzutage verwendeten Lösungen sind die Ausführungen mit einem starren Kopf hervorzuheben. Diese Maschinen sind im allgemeinen ab ovo mit drei-vier-fünf Wellen ausgebildet, und sind dementsprechend außerordentlich kostspielig und kompliziert. Die Einfachheit der er- From similar solutions used today, the designs with a rigid head are to be emphasized. These machines are generally designed from ovo with three-four-five shafts and are accordingly extremely expensive and complicated. The simplicity of the

3809483 findungsgemäßen Lösung besteht darin, daß der erftndungsgemäße Fräskopf an eine irgendeinen normgemäßen Hauptspindelkegel und drei gesteuerte Wellen aufweisende Fräsmaschine anmontiert und als vierte Welle verwendet werden kann. Selbstverständlich müssen die erforderlichen fünften oder sechsten usw. Wellen im Falle von komplizierten Flächen auf andere Weise bereitgestellt werden. 3809483 inventive solution consists in the fact that the milling head according to the invention can be mounted on any standard-conforming main spindle cone and three controlled shafts and can be used as a fourth shaft. Of course, in the case of complex surfaces, the required fifth or sixth etc. waves must be provided in a different way.

£4 Zielsetzung unserer Erfindung ist es, einen numerisch gesteuerten Fräskopf zur Ausbildung von dreidimensionalen Flachen zu schaffen, mit welchem die Grundmaschine eine größere Spanleistung aufweist und die dreidimensionalen Flächen optimal bearbeitet werden können. The aim of our invention is to create a numerically controlled milling head for the formation of three-dimensional surfaces, with which the basic machine has a greater cutting capacity and the three-dimensional surfaces can be optimally machined.

Erfindungsgemäß wird die Zielsetzung mit einem Fräskopf erreicht, der dadurch gekennzeichnet werden kann, daß dieser an den Hauptspindelschlitten der in den bereits bestehenden drei linearen Wellen gleichzeitig steuerbaren numerisch gesteuerten Fräsmaschine anmontiert werden kann, wodurch der Fräskopf an dieser Maschine als eine vierte gesteuerte Welle zur Verfügung steht, wobei die rotierende Bewegung durch einen geradlinigen hochsteifen Bewegungsumformer gelöst ist und die spanabhebende Hauptbe wegung von der spanabhebenden Hauptbewegung der Grundmaschine abge leitet ist. According to the invention, the objective is achieved with a milling head which can be characterized in that it can be mounted on the main spindle slide of the numerically controlled milling machine, which can be controlled simultaneously in the already existing three linear shafts, whereby the milling head is available on this machine as a fourth controlled shaft stands, the rotating movement is solved by a straight, highly rigid motion converter and the main cutting movement is derived from the main cutting movement of the basic machine.

Eine bevorzugte Ausbildung des erfindungsgemäßen Fräskopfes besteht darin, daß die spanabhebende Hauptbewegung von der Grundmaschine abgeleitet ist, wobei die Nebenbewegung durch einen auf den Kopf gebauten Gleichstrom-Servomotor über einen Kurbelmechanismus erreicht ist.A preferred embodiment of the milling head according to the invention is that the main cutting movement is derived from the basic machine, the secondary movement being built on the head DC servo motor is achieved via a crank mechanism.

Das Maß der Verdrehung des Fräskopfes ist durch ein direktes Meßsystem signalisiert, welches in den Drehmittelpunkt des von einem auf den Fräskopf gebauten Gleichstrom-Servomotor angetriebenen Kurbelmechanismus gebaut ist.The degree of rotation of the milling head is through a direct measuring system signals which in the center of rotation of the crank mechanism driven by a DC servo motor built on the milling head is built.

Die spanabhebende Hauptbewegung des erfindungsgemäßen Fräskopfes ist von der spanabhebenden Hauptbewegung der Grundmaschine auf das Werkzeug abgeleitet, welches über eine normgemäße Werkzeugkontakt fläche an die Hauptspindel des Fräskopfes angeschlossen ist. The main cutting movement of the milling head according to the invention is derived from the main cutting movement of the base machine on the work tool , which is connected to the main spindle of the milling head via a standard tool contact surface.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die dreidimensiohalen Flächen durch einen an eine über drei lineare We//en verfügende numerisch gesteuerte Fräsmaschine anmontierten, als vierte We//e funktionierenden anmontieröaren Fräskopf ausgebildet werden /rönnen.
5 It is further advantageous if the surfaces dreidimensiohalen anmontierten by a // s a three linear We operative numerically controlled milling machine, functioning as the fourth We // e anmontieröaren milling head are formed / Rönnen.
5

Der erfindungsgemäße Fräskopf wird anhand einer bevorzugten Ausfüh-The milling head according to the invention is based on a preferred embodiment

*~' rungsform mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. Aus der Zeichnung ist * ~ 'rungsform explained in more detail with the help of the drawing. From the drawing is

die Kinematik der Einrichtung ersichtlich.the kinematics of the facility can be seen.

Das Gehäuse des Schwingkopfes besteht aus zwei Teilen. Ein Oberteil 10 kann an die untere horizontale Fläche eines vertikalen Schlittens 8 montiert werden. Ein Unterteil 11, in welchem eine Hauptspindeleinheit 9 angeordnet ist, dreht sich um eine Welle 5. Das Kippen wird über einen spielfreien Mechanismus durchgeführt. Eine mit einer steifen Kupplung 2 verbundene Kugelspindel 3 wird von einem Gleichstrommotor 1 gedreht. The housing of the oscillating head consists of two parts. An upper part 10 can be mounted on the lower horizontal surface of a vertical carriage 8. A lower part 11, in which a main spindle unit 9 is arranged, rotates around a shaft 5. The tilting is carried out via a backlash-free mechanism. A ball screw 3 connected to a rigid coupling 2 is rotated by a direct current motor 1.

Das Drehen wird über einen mit der Kugelmutter über Kegelrollenlager verbundenen Antriebsarm 4 durchgeführt, dessen anderes Ende steif an die Welle 5 angeschlossen ist. The rotation is carried out via a drive arm 4 connected to the ball nut via tapered roller bearings, the other end of which is rigidly connected to the shaft 5.

Die Übertragung zwischen dem vertikalen Schlitten 8 und den Hauptspin deln 9 des Schwingkopfes wird über eine Kegelradgruppe mit gebogenen Zähnen erreicht, wodurch das Drehen der Hauptspindel 9 des Schwingkop fes auch während fortlaufenden Kippens ermöglicht ist. The transmission between the vertical slide 8 and the main spindle 9 of the oscillating head is achieved via a bevel gear group with curved teeth, which enables the main spindle 9 of the Schwingkop fes to rotate even during continuous tilting.

Ein das Kippen messendes Meßsystem 7 erhält die Verdrehung unmittelbar von der Kippwelle 5 über eine Kupplung 6. A measuring system 7 which measures the tilting receives the rotation directly from the tilting shaft 5 via a coupling 6.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Fräskopfes besteht darin, daß der Fräskopf an einer an der Grundmaschine anmontierten, gelenkartig ausgebildeten Tragkonsole gelagert bzw. unterhalb des Hauptspindelschlit- tens eingedreht mit einfacher Manipulation anmontiert, nach Beendigung der Arbeit auf den Hauptspindelschlitten gesetzt, gelöst und aus dem Arbeitsraum entfernt werden kann. Derart wird die Ausnutzung der Grund maschine mit größerer Spanleistung ermöglicht. A particular advantage of the milling head according to the invention is that the milling head is mounted on a joint-like support bracket mounted on the base machine or screwed in below the main spindle slide with simple manipulation, placed on the main spindle slide after the work is finished, released and removed from the work area can be removed. This enables the basic machine to be used with a higher cutting capacity.

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Claims (5)

PATENTANWÄLTE ■' '....'. zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeens Dipl.-Ing. Hans-Martin Viering · DipWng. Rolf Jentschura ■ Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München 22 Anwaltsakte 5198 Szerszamgepipari Müvek, Budapest Liget u. 22. H-1102 Numerisch gesteuerter Fräskopf zur Ausbildung von dreicfimensiona/en Flächen . PATENTANSPRÜCHEPATENT LAWYERS ■ '' .... '. admitted to the European Patent Office European Patent Attorneys - Mandataires en Brevets Europeens Dipl.-Ing. Hans-Martin Viering DipWng. Rolf Jentschura ■ Steinsdorfstrasse 6 · D-8000 Munich 22 Attorney's file 5198 Szerszamgepipari Müvek, Budapest Liget and 22. H-1102 Numerically controlled milling head for the formation of three-dimensional surfaces. PATENT CLAIMS 1. Numerisch gesteuerter Fräskopf zur Ausbildung von dreidimensionalen Flächen mit gegebener Technologie, Bearbeitungsweise und Programm, dadurch gekennzeichnet, daß der Fräskopf an den Hauptspindelschlitten der in den bereits bestehenden drei linearen Wellen gleichzeitig steuerbaren numerisch gesteuerten Fräsmaschine anmontiert werden kann, wodurch der Fräskopf an dieser Maschine als eine vierte gesteuerte Weife zur Verfügung steht, wobei die rotierenden Bewegungen von einem geradlinigen hochsteifen Bewegungsumformer erreicht ist und die spanabhebende Hauptbewegung von der spanabhebenden Hauptbewegung der Grundmaschine abgeleitet ist. 1. Numerically controlled milling head for the formation of three-dimensional surfaces with a given technology, processing method and program, characterized in that the milling head can be mounted on the main spindle slide of the numerically controlled milling machine, which can be controlled simultaneously in the already existing three linear shafts, whereby the milling head can be mounted on this machine is available as a fourth controlled Weife , wherein the rotating movements is achieved by a straight, highly rigid movement converter and the main cutting movement is derived from the main cutting movement of the basic machine. 2. Fräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende Hauptbewegung von der Grundmaschine abgeieitet ist, die Nebenbewegung //G 2. Milling head according to claim 1, characterized in that the main cutting movement is derived from the basic machine, the secondary movement // G Telefon (0 89) 29 3413 und 29 3414 · Telefax (0 89) 22 839 20 · Telex 17 898 454+ ■ Telegramm Steinpat MünchenTelephone (0 89) 29 3413 and 29 3414 · Fax (0 89) 22 839 20 · Telex 17 898 454+ ■ Telegram Steinpat Munich "3809483 aber von einem auf den Kopf gebauten Gleichstrom-Servomotor über einen Kurbelmechanismus erreicht ist. "3809483 is achieved by an upside-down DC servo motor via a crank mechanism. 3. Fräskopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. Milling head according to one of claims 1 or 2, characterized in that daß das Maß der Verdrehung des Fräskopfes von einem direkten Meßsystem angezeigt ist, welches in den Drehmittelpunkt des von einem auf den Fräskopf gebauten Gleichstrom-Servomotor angetriebenen Kurbelmechanismus gebaut ist.that the degree of rotation of the milling head is indicated by a direct measuring system, which is in the center of rotation of one on The milling head is built using a DC servo motor driven crank mechanism. 4. Fräskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende Hauptbewegung von der spanabhebenden Hauptbewegung der Grundmaschine auf das Werkzeug abgeleitet ist, welches über eine normgemäße Werkzeugkontaktfläche an die Hauptspindel des Fräskopfes angeschlossen ist. 4. Milling head according to claim 1, characterized in that the main cutting movement is derived from the main cutting movement of the basic machine on the tool which is connected to the main spindle of the milling head via a standard tool contact surface. 5. Fräskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dreidimensionale Flächen mittels eines an eine über drei lineare Wellen verfügende, numerisch gesteuerte Fräsmaschine anmontierten, als vierte Welle funktionierenden anmontierbaren Fräskopf bearbeitet werden können. 5. Milling head according to one of claims 1 to 4, characterized in that three-dimensional surfaces can be machined by means of a milling head that is mounted on a numerically controlled milling machine that has three linear shafts and functions as a fourth shaft.
DE19863609483 1985-03-27 1986-03-20 NUMERICALLY CONTROLLED MILLING HEAD FOR TRAINING THREE-DIMENSIONAL SURFACES Withdrawn DE3609483A1 (en)

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