DE3809751A1 - Futterkopf fuer automatische werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Futterkopf für automatische Werkzeugmaschinen, der durch eine besondere Anordnung der Teile gekennzeichnet ist, wodurch eine im Vergleich mit anderen bekannten ähnlichen Einheiten extrem kompakte Einheit erreicht wird.

Der Kopf gemäß der Erfindung ist zur Verwendung bei automatischen oder roboterartigen Werkzeugmaschinen bestimmt, bei denen er das die verschiedenen Bearbeitungs- oder Handhabungsoperationen ausführende Endglied bildet.

Wie bekannt, ist bei diesen Einrichtungen, die für Bearbeitungen oder Handhabungen hoher Präzision in sich wiederholenden Zyklen verwendet werden, ein Werkzeug vorgesehen, das an einem Halter oder Träger befestigt ist, der mehrere Freiheits­ grade besitzt und dessen Bewegungen durch elektronische Mittel bekannter Art gesteuert werden.

In manchen Fällen ist das Werkzeug an einem Kopf oder Futterkopf befestigt, der aus einem Gabelteil besteht, das am Ende eines um eine Anzahl von Achsen bewegbaren Arms befestigt ist, an dem ein elektrisch getriebenes Futter be­ festigt ist.

Ein Kopf dieser Art ist beispielsweise in der US-PS 46 52 190 beschrieben.

Das zu lösende Problem entsteht durch die häufig dann auf­ tretende Schwierigkeit, wenn das Werkzeug in einem beschränkten Raum arbeiten muß. In einem solchen Falle ist es wünschenswert Werkzeuge mit kleinstmöglichen Abmessungen zu haben.

Bei einer Anordnung dieser Art ist es erforderlich, dem Werkzeug Bewegungen um verschiedene Achsen, oft fünf oder mehr Achsen, zu geben. Hieraus resultiert die Notwendigkeit, von zahlreichen Getriebeeinrichtungen Gebrauch zu machen, deren Größe ein beträchtliches Hindernis bei der Reduzierung der Abmessungen der ganzen Anordnung darstellt.

Inbesondere zum Steuern der Winkelbewegungen des elektrisch angetriebenen Futters mit Bezug auf das Gabelteil, an dem das Futter befestigt ist, werden Schnecken- und Schrägverzahnungs­ radeinrichtungen verwendet, die notwendigerweise innerhalb des Gabelteils angebracht sein müssen, wo sie ein Rotieren des letzteren mit Bezug auf den Halte- oder Tragarm ermöglichen. Diese Getriebeart ist im Vergleich mit den anderen Komponenten auch einem erhöhten Verschleiß unterworfen und besitzt eine begrenzte Steifigkeit.

Daher bestehen ein Bedarf, Mittel zu haben, die es ermöglichen, die Abmessungen der Einheit insgesamt zu reduzieren, ohne deren zufriedenstellende Wirkungsweise zu beeinträchtigen, wobei gleichzeitig die erforderliche Genauigkeit und Steifigkeitseigenschaften erhalten werden sollen.

Mit diesem Ziel schlägt die Erfindung einen Kopf vor, bei dem die Einrichtungen, die die Winkelbewegungen des elektrisch angetriebenen Futters mit Bezug auf den aus den Gabelteilarmen bestehenden Halter bewirken, von solcher Natur sind, daß die Länge der ganzen Einheit beträchtlich reduziert werden kann, wobei gleichzeitig deren Steifigkeit und Effizienz erhöht wird.

Die Erfindung wird nun beispielhaft im einzelnen unter Bezug­ nahme auf die einzige Figur der Zeichnung beschrieben, die die Ansicht eines erfindungsgemßen Kopfes teilweise im Quer­ schnitt zeigt, um die Einrichtungen zur Bewegungsübertragung auf das elektrisch angetriebene Futter sichtbar zu machen.

Ein erfindungsgemäßer Kopf enthält ein Gabelteil 1, das an einem Tragarm oder Gehäuse 2 befestigt ist, der bzw. das um die eigene Achse A-A rotieren kann. Der Kopf enthält ferner ein elektrisch angetriebenes, insgesamt mit der Bezugsziffer 3 bezeichnetes Futter, das zwischen den Armen des Gabelteils 1 angebracht und um die Achse X-X drehbar ist, die recht­ winkelig zur Achse A-A steht.

Das elektrisch angetriebene Futter ist von bekannter Art und wird deshalb nicht im einzelnen erläutert.

Die Winkelbewegungen des elektrisch angetriebenen Futters um die Achse X-X werden ebenfalls durch einen nicht darge­ stellten Motor gesteuert, der in dem Gehäuse 2 untergebracht ist, wobei die Bewegung durch ein Reduktionsgetriebe 4 bekannter Art auf eine zur Achse A-A koaxiale Welle 5 übertragen wird. Am Ende der Welle 5 ist ein Kegelzahnrad 6 fest angebracht, das mit einem entsprechenden, auf eine Welle 8 aufgekeilten Getrieberad 7 in Eingriff steht.

Die Welle 8 verläuft durch die Basis des Gabelteils 1 zu einem der Gabelteilarme, wo ein fest mit der Welle 8 ver­ bundenes Kegelzahnrad 9 mit einem korrespondierenden Kegelzahn­ rad 10 in Eingriff steht, das einen integralen Bestandteil des elektrisch angetriebenen Futters 3 bildet bzw. fest mit diesem verbunden ist.

Die Bewegung wird als erstes als Ergebnis des Reduktionsge­ triebes 4 untersetzt und dann mit Hilfe des Paares von Gleason- Getrieben 6, 7 und 9, 10 auf das elektrisch angetriebene Futter 3 übertragen.

Der Motor und das Reduktionsgetriebe sind innerhalb einer Umhüllung 14 enthalten, die mit einem Getrieberad 11 fest verbunden ist, das seinerseits mit dem Gabelteil 1 verbunden ist.

Die Basis des Gabelteils 1 ist am Ende des Gehäuses 2 mit Hilfe eines Drucklagers 12 befestigt. Ein ebenfalls nicht gezeigter zweiter Motor, der im Inneren des Gehäuses 2 an­ geordnet ist, wirkt über Getriebeeinrichtungen bekannter Art auf das Getrieberad 11, wodurch eine Rotation sowohl des Ge­ trieberades 11 als auch des Gabelteils 1 und der hiermit integralen Umhüllung 14 um die Achse A-A bewirkt wird.

Als Folge hiervon rotieren sowohl der Motor, der die Winkel­ verstellungen des elektrisch angetriebenen Futters steuert, als auch die die Bewegung übertragenden Einrichtungen zu­ sammen mit dem Gabelteil um die Achse A-A.

Wenn die Einheit zusammengebaut wird, wird die Position der Wellen 5 und 8, erforderlichenfalls durch Anbringen fester Zwischen- oder Unterlegscheiben, justiert, um jegliches Spiel zu eliminieren. Die verschiedenen obenerwähnten Komponenten werden vorzugsweise aus hochlegiertem Stahl herge­ stellt, um eine größere Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß zu erhalten.

Die dargestellte Teileanordnung bringt folgende Vorteile mit sich:

• - die Abmessungen des Kopfes, insbesondere die Längenab­ messung, werden drastisch dadurch reduziert, daß es der entwickelte Getriebetyp ermöglicht, den die Rotation des elektrisch getriebenen Futters steuernden Motor innerhalb des Gehäuses unterzubringen;
• - im Vergleich mit dem herkömmlichen Schnecken- und Schräg­ verzahnungsrad-Getriebesystem wird eine größere Steifigkeit der Anordnung dadurch erhalten, daß die korrespondierenden Paare von Getrieberädern mit mehreren Zähnen und nicht nur mit einem wie seither in Eingriff stehen;
• - die mechanische Effizienz der Übertragung wird auf Werte von mehr als 80% gegenüber seitherigen 35% erhöht;
• - es wird eine Einheit von extrem einfachem Aufbau, bestehend aus wenigen schnell zusammengebauten Teilen, erreicht, die einfach zu warten ist.

Es ist ersichtlich, daß die Abmessungen und verwendeten Materialien den Betriebserfordernissen entsprechend variiert werden können.

Claims (2)

1. Futterkopf für automatische Werkzeugmaschinen, mit einem am Ende eines bewegbaren Arms befestigten Gabelteil und einem elektrisch getriebenen Futter, das zwischen den Armen des Gabelteils befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Ausführen von Winkelverstellungen des Futters vorgesehen sind, die innerhalb des den Kopf tragenden Arms angeordnet und mit dem elektrisch getriebenen Futter mit Hilfe eines mindestens zwei Paare von Kegelrädern enthalten­ den Getriebes verbunden sind.

2. Futterkopf für automatische Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist:

• - ein über ein Drucklager am Ende eines beweglichen Arms befestigtes Gabelteil, wobei der Arm mit einem zur Armachse koaxialen Getrieberad (11) verbunden ist,
• - ein elektrisch angetriebenes Futter, das an dem Gabelteil mit Hilfe eines Halters befestigt ist, der um eine zur vorgenannten Achse rechtwinkelige Achse rotieren kann und mit einem Kegelrad versehen ist,
• - Motormittel, die innerhalb des Arms (2) angeordnet und mit dem Getrieberad (11) verbunden sind, und
• - in der Basis des Gabelteils angeordnete Mittel zum Verbinden der Motormittel mit dem Halter des elektrisch angetriebenen Futters mit Hilfe von zwei Paaren von Kegelrädern.