DE3822487C1

DE3822487C1 - Method and device for producing curved paths on a workpiece

Info

Publication number: DE3822487C1
Application number: DE19883822487
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. 7080 Aalen De Dederichs; Guenther Dipl.-Ing. Gruener; Hans 7347 Bad Ueberkingen De Straub; Johann 7926 Boehmenkirch De Oswald
Original assignee: Ex Cell O GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1988-07-02
Filing date: 1988-07-02
Publication date: 1989-11-02

Abstract

The invention relates to a method and a device for producing curved paths composed of circular arcs with different radii and with different associated centre points. According to the invention, such relative movements are brought about one after the other between workpiece and tool that in each case a circular arc is produced over its full length by a relative pivoting movement and that the next circular arc, after the new associated centre point is approached, is then produced by a relative pivoting movement, and so on.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von aus Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien und mit unterschiedlichen zugehörigen Mittelpunkten zusammengesetzten Kurvenbahnen an einem Werkstück mit Hilfe eines zu einer Drehbewegung um eine Werkzeugachse antreibbaren Werkzeugs sowie eine Vor richtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for producing from Arcs with different radii and with different ones associated center points on curved tracks a workpiece with the help of a rotary motion a tool axis drivable tool and a pre direction for performing this procedure.

Es ist bekannt (vgl. z. B. DE-Z. Werkstatt und Betrieb, 1967, H. 2, S. 119-123), Kurvenbahnen beliebiger Geometrie mit Hil fe von Kopierautomaten herzustellen, bei denen die Steue rung eines Werkzeugs in Abhängigkeit von der Abtastung einer entsprechenden Kurvenbahn an einer Schablone erfolgt. Es ist ferner bekannt (vgl. z. B. vorgenannte Druckschrift), den Verlauf einer Kurvenbahn in digitaler Form zu speichern, wobei die gespeicherten Werte den x/y-Koordinaten der anzufahrenden Kurvenpunkte bezo gen auf einen Ausgangspunkt bzw. einen Nullpunkt entsprechen. Anhand der entsprechenden Werte kann dann die gewünschte Kurvenbahn mit Hilfe einer NC-Maschine erzeugt werden. Schließlich ist es auch noch bekannt (vgl. z. B. DE-Z. ZwF, 1988, H. 2, S. 68-73), Kurvenbahnen in der Weise herzustellen, daß für die Relativbewegung von Werkzeug und Werkstück mit einer Kombination von Drehbe wegungen und translatorischen Bewegungen gearbeitet wird.It is known (see e.g. DE-Z. Workshop and company, 1967, H. 2, pp. 119-123), cam tracks of any geometry with Hil fe of copying machines in which the tax a tool depending on the scanning a corresponding curved path on a template. It is also known (cf. e.g. the aforementioned publication), the course of a curved path in store in digital form, with the stored values the x / y coordinates of the curve points to be approached correspond to a starting point or a zero point. Based on the corresponding values, the desired one can then be made Cam track can be generated using an NC machine. Finally, it is also known (see e.g. DE-Z. ZwF, 1988, H. 2, pp. 68-73), curved tracks in to produce the way that for the relative movement of Tool and workpiece with a combination of turning movements and translatory movements.

Bei den bisher üblichen Verfahren ergeben sich jeweils typische Probleme, die letztlich zur Folge haben, daß diese Verfahren für eine kostengünstige Massenproduktion von Werkstücken mit Kurvenbahnen der betrachteten Art nicht immer geeignet sind. Beispielsweise bringt die Verwendung von Kopierautomaten das Problem mit sich, daß für jede Kur venbahn eine präzise gearbeitete Schablone hergestellt werden muß, die dann nur mit relativ geringer Geschwin digkeit reproduziert werden kann, wenn enge Toleranzen eingehalten werden sollen, da eine außerordentlich hohe Zahl von Abtastwerten erfaßt und in entsprechende Steu ersignale für das Werkzeug umgesetzt werden muß. Bei der Erzeugung entsprechender Kurvenbahnen auf NC-Maschinen ergibt sich eine ähnliche Problematik, da die Nachführung des Werkzeugs gegenüber dem üblicherweise feststehenden Werkstück anhand der gespeicherten Koordinatenwerte der zu erzeugenden Kurve in einer großen Zahl von Einzelschritten erfolgt.In the usual methods so far, typical problems that ultimately result in these Process for an inexpensive mass production of Workpieces with curved tracks of the type under consideration are not always are suitable. For example, using Automatic copying machines have the problem that for every cure venbahn made a precisely crafted template must be, which then only with a relatively low speed can be reproduced if tight tolerances should be complied with, as an extraordinarily high Number of samples recorded and in corresponding tax signals for the tool must be implemented. In the Generation of corresponding cam tracks on NC machines a similar problem arises because the tracking of the tool compared to the usually fixed Workpiece based on the saved coordinate values of the generating curve in a large number of individual steps he follows.

Gegenüber Kopierautomaten wird mit NC-Maschinen aller dings insofern ein gewisser Fortschritt erreicht, als die gespeicherten Daten gegebenenfalls durch Eingabe we niger neuer Parameter umgerechnet werden können, um eine neue Kurvenform zu erzeugen. Schließlich bietet die Kom bination von Drehbewegungen und translatorischen Bewe gungen gegenüber der reinen x/y-Koordinaten-Steuerung bei NC-Maschinen insofern gewisse Vorteile, als die Zahl der Einzelschritte je nach der Form der zu erzeugenden Kurvenbahnen reduziert und bei gleicher Genauigkeit eine höhere Produktionsgeschwindigkeit erreicht werden kann, was jedoch nur für spezielle Kurven, wie z. B. gewisse Spiralen gilt, bei denen sich die zu erzeugende Kurve aufgrund einer Drehbewegung mit kontinuierlich abnehmendem Radius ergibt.Compared to automatic copiers, everything is done with NC machines However, some progress has been made in that the stored data if necessary by entering less new parameters can be converted to a to create a new curve shape. Finally, the comm combination of rotary movements and translatory movements compared to pure x / y coordinate control NC machines have certain advantages in that the number of the individual steps depending on the shape of the ones to be generated Curved tracks reduced and with the same accuracy higher production speed can be achieved but what only for special curves, such as. B. certain Spirals apply where the curve to be generated due to a rotating movement with continuously decreasing Radius results.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufge zeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von sol chen Kurvenbahnen anzugeben, die aus Kreisbögen mit unter schiedlichen Radien zusammengesetzt sind und bei denen den einzelnen Kreisbögen unterschiedliche Mittelpunkte zuge ordnet sind. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu schaffen.Based on the prior art and the above showed problem, the invention is the object reasons, an improved method of making sol Chen curve paths, which consist of arcs with under different radii are composed and in which the individual arcs have different centers are arranged. In addition, the invention has the object reasons, a device for carrying out such Procedure.

Die gestellte Aufgabe wird, was das Verfahren anbelangt, durch folgende Verfahrensschritte gelöst:The task is, as far as the procedure is concerned, solved by the following steps:

a) there is a relative movement between the workpiece and Tool brought about in which the tool axis and the workpiece relative to one another via a first corresponding arc to be generated by an angle first center pivoted relative to each other the whose distance from the tool axis is the radius corresponds to the first arc to be generated, and
b) the center for the relative pivoting movement between Tool and workpiece are along a line on the the first center and that in the course of step a) reached the end point of the first arc created gene, so shifted that the distance between this end of the circular arc and the new center point the radius of the next arc to be generated, and
c) the workpiece and the tool are pivoted relative to one another about the new center point over an angle corresponding to the next arc to be created, etc.
It goes without saying that the dimensioning of the radial distances takes place taking into account the effective tool diameter of the machining tool used.

Zur Durchführung dieses Verfahrens hat sich eine Vorrichtung als vorteilhaft erwiesen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Werkzeug an einer Werk zeugträgereinheit derart angeordnet ist, daß sich zwischen der Drehachse des Werkzeugs und mindestens zwei ver schiedenen Mittelpunkten für eine relative Schwenk bewegung von Werkzeug und Werkstück vorgegebene, den Radien der zu erzeugenden Kreisbögen entsprechende Abstände ergeben, wobei der eine Abstand bei einer ersten relativen Schwenkbewegung von Werkstück und Werkzeug über einen vorgegebenen Schwenkwinkel wirk sam ist, während der zweite Abstand, ausgehend von dem bei der ersten Schwenkbewegung erreichten Endpunkt der Werkzeugachse, für eine zweite relative Schwenk bewegung um einen neuen Mittelpunkt wirksam ist.To carry out this procedure, a Device proved to be advantageous because of this is marked that the tool at a plant Tool carrier unit is arranged such that between the axis of rotation of the tool and at least two ver different centers for a relative pan movement of the tool and workpiece Radii corresponding to the arcs to be generated Distances result, the one distance at a first relative pivoting movement of workpiece and Tool over a given swivel angle is sam, while the second distance, starting from that end point reached during the first swivel movement the tool axis, for a second relative pan movement around a new center is effective.

Der besondere Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß Kreisbögen beliebiger Länge nach Vorgabe der Mittelpunktskoordi naten und der Länge des Radius aufgrund eines ein zigen Steuerbefehls, mit dem eine relative Drehbewe gung von Werkzeug und Werkstück eingeleitet wird, mit hoher Präzision erzeugt werden können und neue Steuerbefehle bzgl. der Mittelpunktsverschiebung und der Änderung des Radius erst dann erzeugt wer den müssen, wenn anschließend ein Kurvenstück mit anderem Radius und/oder anderem Mittelpunkt erzeugt werden soll. Wenn auf diese Weise eine Kurvenbahn er zeugt wird, die nur aus zwei oder drei Kreisbögen mit unterschiedlichen Radien und versetzten Mittelpunkten zusammengesetzt ist, dann kann diese Kurvenbahn schnell und mit großer Präzision hergestellt wer den, ohne daß eine präzise Überlagerung von Dreh- und Translationsbewegungen, eine präzise gefertigte Schablone oder eine umfangreiche Koordinatentabelle erforderlich wäre. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren für eine schnelle und preiswerte Erzeu gung entsprechender Kurvenbahnen geeignet, die der zeit für gewisse Massenprodukte benötigt werden und nach den bekannten Verfahren nur mit einem erheblichen Zeit- und Steuerungsaufwand gefertigt werden können.The particular advantage of the method and device according to the invention is that arcs any length according to the specification of the center point coordinate naten and the length of the radius due to a zigen control command with which a relative rotation tool and workpiece is initiated, can be generated with high precision and new ones Control commands regarding the center shift and the change in the radius only then who created if you then have a curve with another radius and / or another center shall be. If in this way a curved path he is created with only two or three arcs different radii and offset centers is composed, then this cam track who is manufactured quickly and with great precision without a precise superposition of rotary and translational movements, a precisely manufactured one Template or an extensive coordinate table would be required. So that is the invention Process for fast and inexpensive production suitable curve paths suitable that the time for certain mass products and according to the known methods only with a considerable Time and control effort can be manufactured.

Ein spezieller Vorteil von Verfahren und Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht weiter darin, daß bzgl. des Produktionsablaufs eine große Flexibilität besteht, da je nach den Gegebenheiten die erforderliche relative Schwenk- bzw. Drehbewegung durch Verschwenken des Werkzeugs bei feststehendem Werkstück oder durch Ver schwenken des Werkstücks bei feststehendem Werkzeug oder durch eine Überlagerung von Werkzeug- und Werk stückbewegungen realisiert werden kann und da die Fer tigung geänderter Kurvenbahnen durch Eingabe weniger Daten eingeleitet werden kann. Insbesondere bietet das erfindungsgemäße Verfahren beim Einsatz von Werkzeugen, welche wie z. B. Schleif- und Fräswerkzeuge mit einer Umfangsfläche auf das Werkstück einwirken, um an diesem die gewünschte Kurvenbahn zu erzeugen, die vorteilhafte Möglichkeit, den Werkzeugverschleiß durch entsprechende Korrektur der Radien zwischen den Mittelpunkten der Kreisbögen und der Werkzeugachse zu korrigieren und auf diese Weise für die gesamte Standzeit eines Werkzeugs eine hohe Präzision der gefertigten Werk stücke bzw. der erzeugten Kurvenbahnen aufrechtzuer halten.A special advantage of the method and device according to the invention further consists in the fact that there is great flexibility in the production process, because depending on the circumstances, the required relative Swiveling or rotating movement by swiveling the Tool with a fixed workpiece or by Ver swivel the workpiece with the tool stationary or by overlaying tool and work piece movements can be realized and since the Fer modification of curved tracks by entering fewer Data can be initiated. In particular, that offers method according to the invention when using tools, which such as B. grinding and milling tools with a Act on the circumferential surface on the workpiece to generate the desired curved path, the advantageous one Possibility of tool wear through appropriate Correction of the radii between the centers of the Correct arcs and the tool axis and in this way for the entire service life of one Tool high precision of the manufactured work pieces or the generated cam tracks hold.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 7.Refinements of the device according to the invention result from subclaims 3 to 7.

Die konstruktive Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, daß die beiden Spindeln unter Verwendung von Präzisionslagern sehr exakt gelagert werden können, so daß die Kreisbögen der zusammen gesetzten Kurvenbahn mit hoher Genauigkeit gefertigt werden können, ohne daß hierzu komplizierte Steuer- und Regeleinrichtungen erforderlich wären. Dabei ver steht es sich, daß zur Herstellung von Kurvenbahnen, die aus mehr als zwei Kreisbögen zusammengesetzt sind, ge gebenenfalls auch drei oder mehr Spindeln exzentrisch ineinander gelagert sein können.The design of a device for carrying out the method according to the invention according to claim 3 has the advantage that the two spindles under Precision bearings are used very precisely can be so that the arcs of the together set cam track manufactured with high accuracy can be without complicated tax and control devices would be required. Ver is it true that for the production of curved tracks that are composed of more than two arcs, ge if necessary, three or more spindles eccentrically can be stored one inside the other.

Wenn man bei der Vorrichtung mit zwei zueinander exzentrischen Spindeln in der beschriebenen Weise arbeitet und einen Werkzeugträger mit fest vorgege bener Länge - in radialer Richtung der Schwenkbewe gung - verwendet, dann ist die Differenz zwischen den Radien der beiden Kreisbögen gleich dem Wert der Exzentrizität bzw. des Abstands zwischen den Mittel achsen der beiden Spindeln. Dabei ist die Länge des Werkzeugträgers in radialer Richtung vorzugsweise ein stellbar, und zwar primär um einen Werkzeugverschleiß kompensieren zu können, aber auch, um bei gegebener Differenz der Radien der Kreisbögen einen beliebigen Wert für den Radius des größeren oder des kleineren Kreisbogens einstellen zu können. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Werkzeugträger als gegenüber dem Mittelpunkt der Innenspindel verfahrbaren Schlitten auszubilden und diesem Schlitten einen eigenen Antrieb zuzuordnen. Bei dieser konstruktiven Ausgestal tung und einer entsprechenden Steuerung lassen sich mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dann auch Bogen formen herstellen, die keine exakten Kreisbögen sind. Diese Möglichkeit ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Kurvenbahnen die Innenseite bzw. die Außenseite eines Wandelements definieren, welches an den Enden eine spe zielle Kurvenform haben soll, beispielsweise, um günstige Strömungsbedingungen für eine durch die gekrümmte Wand geführte Fluidströmung zu erreichen. Insbesondere für die Herstellung derartiger Wandflächen hat es sich dabei als günstig erwiesen, wenn zusätzliche Antriebs- und Steuer einrichtungen vorgesehen sind, um das eingesetzte Werk zeug bzgl. seiner Werkzeugachse in axialer Richtung zu verstellen. Eine derartige axiale Verstellmöglichkeit er öffnet dabei auch die Möglichkeit, entsprechende drei dimensionale Kurvenbahnen herzustellen.If you look at the device with two to each other eccentric spindles in the manner described works and a tool holder with fixed lower length - in the radial direction of the swivel movement gung - used, then the difference between the radii of the two arcs equal the value of the Eccentricity or the distance between the means axes of the two spindles. The length of the Tool carrier preferably in the radial direction adjustable, primarily due to tool wear to be able to compensate, but also in order to Difference in the radii of the arcs any Value for the radius of the larger or the smaller one To be able to set circular arc. In particular it has proved to be advantageous, the tool carrier as movable relative to the center of the inner spindle Train sledges and this sled has its own Assign drive. With this constructive design device and a corresponding control with a device according to the invention then also arches Create shapes that are not exact arcs. This option is particularly advantageous if the cam tracks the inside or the outside of a Define wall element, which a spe at the ends zial curve shape should, for example, to cheap Flow conditions for one through the curved wall to achieve guided fluid flow. Especially for the Production of such wall surfaces has proven to be proven favorable when additional drive and tax facilities are provided to the plant used with respect to its tool axis in the axial direction adjust. Such an axial adjustment possibility he also opens the possibility of corresponding three to produce dimensional cam tracks.

Ausgehend von bereits vorhandenen Bearbeitungsmaschinen mit einem Kreuzschlitten läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einer Vorrichtung durchführen, bei der mit der üblichen drehbaren Arbeitsspindel ein Schlit tentisch verbunden ist, auf dem ein Werkzeugschlitten derart geführt ist, daß die Werkzeugachse längs eines Durchmessers des drehbaren Schlittentisches verfahrbar ist. Eine solche Ausgestaltung bietet dabei den wichtigen Vorteil, daß auch Kurvenbahnenteile hergestellt werden können, bei denen es sich nicht um Kreis bögen handelt.Starting from existing processing machines with a cross slide the invention Perform the procedure with a device, too the one with the usual rotating work spindle is connected table on which a tool slide is guided such that the tool axis along one Diameter of the rotating sled table can be moved is. Such a configuration offers the important Advantage that curved track parts are also manufactured can be, which is not a circle arches.

Ausführungsbeispiele der Erfindung wer den nachstehend anhand der Zeichnung näher er läutert. Es zeigtEmbodiments of the invention who he closer to the drawing below purifies. It shows

Fig. 1 eine schematische Stirnansicht einer bevorzug ten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a schematic end view of a Favor th embodiment of an apparatus for the implementing of the method according to the invention,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 längs der Linie 2-2 in dieser Figur, Fig. 2 shows a cross section through the device of FIG. 1 taken along line 2-2 in this figure,

Fig. 3 bis 6 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, FIGS. 3 to 6 are schematic illustrations for explaining the operation of the apparatus according to Fig. 1 and 2,

Fig. 7 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 7 schematically shows a modified embodiment of a device for performing the method according to the invention.

Im einzelnen zeigen Fig. 1 und 2 eine Bearbeitungsvorrichtung mit einem Maschinenbett 10, an dem Führungsschienen 12 vor gesehen sind, die der gleitverschieblichen Halterung eines Hauptschlittens 14 dienen, welcher ein Gehäuse 16 trägt. In einer Bohrung 18 des Gehäuses 16 ist mittels Lagern 20 eine Außenspindel 22 gelagert. Die Außenspindel 22 besitzt eine exzentrische Bohrung 24, in der mittels Lagern 26 eine Innenspindel 28 drehbar gelagert ist. Das vordere - in Fig. 2 das obere - Ende der Innenspindel 28 ist beim Ausführungs beispiel als Schlittentisch bzw. als runde Schlittenplatte 28 a mit zu einem Durchmesser parallelen Führungsbahnen 28 b ausgebildet, auf denen ein als Werkzeugträger 30 dienender Schlitten in einer zur Drehachse der Innenspindel 28 senk rechten Ebene verfahrbar ist. Der Werkzeugträger 30 trägt ein Werkzeug 32, welches durch einen zugeordneten Motor 34 zu einer Drehbewegung antreibbar ist.Specifically, FIG. 1 and 2, a machining apparatus having a machine bed 10, on the guide rails 12 before seen, which serve to slidingly support a main carriage 14 which is a housing 16 carries. An outer spindle 22 is mounted in a bore 18 of the housing 16 by means of bearings 20 . The outer spindle 22 has an eccentric bore 24 in which an inner spindle 28 is rotatably mounted by means of bearings 26 . The front - in Fig. 2 the upper - end of the inner spindle 28 is formed in the execution example as a slide table or as a round slide plate 28 a with parallel to a diameter guide tracks 28 b , on which a serving as a tool carrier 30 slide in a to the axis of rotation Inner spindle 28 vertically right plane is movable. The tool carrier 30 carries a tool 32 which can be driven to rotate by an associated motor 34 .

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 soll nachstehend anhand der schematischen Darstellungen gemäß Fig. 3 und 4 näher erläutert werden. Betrachtet man zunächst Fig. 3, so wird deutlich, daß bei der dort gezeigten gegen seitigen Drehwinkelstellung der beiden Spindeln 22, 28 die Drehachse der Außenspindel 22 im Mittelpunkt M 1 eines Halbkreises K 1 mit einem Radius R 1 liegt, während der Mit telpunkt M 2 der Innenspindel 28 auf der Verbindungslinie des Anfangspunktes A des Kreisbogens K 1 mit dem Mittelpunkt M 1 der Außenspindel 22 liegt. Der Anfangspunkt A des Kreis bogens K 1 fällt dabei mit dem Mittelpunkt bzw. der Dreh achse des Werkzeugs 32 zusammen, wobei die Länge L des Werkzeugträgers zwischen den Punkten A und M 2 plus der Exzentrizität E, d. h. dem Abstand zwischen den Mittel punkten M 1 und M 2, gleich dem Radius R 1 ist. Wenn die beiden Spindeln 22, 28 in dieser gegenseitigen Winkelstellung mit einander verriegelt werden und die Außenspindel 22 zu einer Drehbewegung um die Drehachse bzw. den Mittelpunkt M 1 angetrieben wird, dann folgt die Drehachse des Werkzeugs bei einer Drehung um 180° dem Kreisbogen K 1, so daß ein halbkreisförmiges Teilstück einer Kurvenbahn hergestellt werden kann. Im Verlauf der Dreh- bzw. Schwenkbewegung über einen Winkel von 180° wandert der Mittelpunkt M 2 der Innen spindel auf der Mittelpunktsbahn der Innenspindel 28 von der Position M 2 in die Position M 2′. Gleichzeitig erreicht die Werkzeugachse das Ende B des Kreisbogens K 1.The operation of the device according to FIGS. 1 and 2 will be explained below with reference to the schematic representations according to FIGS. 3 and 4. Referring first to FIG. 3, it is clear that in the embodiment shown there mutual angular position of the two spindles 22, 28, the rotational axis of the outer spindle 22 in the center point M 1 of a semi-circle K 1 with a radius R 1 is, during With telpunkt M 2 of the inner spindle 28 lies on the connecting line of the starting point A of the circular arc K 1 with the center M 1 of the outer spindle 22 . The starting point A of the circular arc K 1 coincides with the center point or the axis of rotation of the tool 32 , the length L of the tool carrier between the points A and M 2 plus the eccentricity E , ie the distance between the center points M 1 and M 2 is equal to the radius R 1 . If the two spindles 22 are locked 28 in this reciprocal angular position with each other and the outer spindle 22 is driven to a rotary movement about the axis of rotation or the center M 1, then the axis of rotation of the tool follows at a rotation through 180 ° the circular arc K 1 , so that a semicircular section of a curved path can be produced. In the course of the rotary or pivoting movement over an angle of 180 °, the center M 2 of the inner spindle moves on the center path of the inner spindle 28 from the position M 2 to the position M 2 '. At the same time, the tool axis reaches the end B of the circular arc K 1 .

Wenn nach Erreichen des Endes B des Kreisbogens K 1 die Außenspindel 22 angehalten und die Innenspindel 28 um einen Winkel von 180° gedreht wird, dann bewegt sich die Werkzeugachse von dem Punkt B längs eines zweiten Kreis bogens K 2 bis zu einem Endpunkt C, wobei der Radius R 2 des zweiten Kreisbogens gleich der Länge L des Werkzeugträ gers 30 zwischen dem Mittelpunkt M 2′ und der Werkzeugachse ist. Der Radius R 2 ist damit um die Exzentrizität E der beiden Spindeln kürzer als der Radius R 1. Außerdem ist der Mittelpunkt M 1 des ersten Kreisbogens K 1 um die Exzentri zität E der beiden Spindeln versetzt. Auf die beschriebene Weise wird aus den beiden Kreisbögen K 1 und K 2 eine durch gehende Kurvenbahn erzeugt, die einer Spirale ähnelt, wobei die vorstehende Beschreibung deutlich macht, daß für die Erzeugung dieser Kurvenbahn nur ganz wenige Steuer befehle erforderlich sind, da zunächst, wenn sich die beiden Spindeln in der in Fig. 3 gezeigten Lage befinden, lediglich eine Verriegelung der beiden Spindeln 22, 28 und dann eine gemeinsame Drehung der verriegelten Spindeln über einen Winkel von 180° erforderlich ist, während anschlie ßend - nach Erreichen des Punktes B - nur eine Blockierung der Außenspindel 22, eine Entriegelung der Innenspindel 28 und eine Drehung derselben um 180° erforderlich ist, um den Punkt C zu erreichen. Man erkennt ohne weiteres, daß die aus den beiden Kreisbögen K 1 und K 2 zusammengesetzte Kur venbahn auf diese Weise wesentlich einfacher und letztlich auch präziser hergestellt werden kann als beim Arbeiten mit einer konventionellen NC-Maschine. Dabei versteht es sich, daß die Erzeugung der Kurvenbahn mit entsprechend abgeänderten Steuerbefehlen auch ausgehend vom Punkt C erfolgen könnte.If, after reaching the end B of the circular arc K 1, the outer spindle 22 is stopped and the inner spindle 28 is rotated through an angle of 180 °, then the tool axis moves from the point B along a second circular arc K 2 to an end point C , whereby the radius R 2 of the second arc is equal to the length L of the tool carrier 30 between the center M 2 'and the tool axis. The radius R 2 is thus shorter than the radius R 1 by the eccentricity E of the two spindles. In addition, the center M 1 of the first circular arc K 1 is offset by the eccentricity E of the two spindles. In the manner described, a continuous curved path is generated from the two circular arcs K 1 and K 2 , which resembles a spiral, the above description making it clear that only very few control commands are required for the generation of this curved path, since first when the two spindles are in the position shown in FIG. 3, only a locking of the two spindles 22 , 28 and then a common rotation of the locked spindles over an angle of 180 ° is required, while subsequently - after reaching point B - only blocking the outer spindle 22 , unlocking the inner spindle 28 and rotating the same by 180 ° is necessary to reach point C. It can be seen without further ado that the ven course composed of the two circular arcs K 1 and K 2 can be produced in this way much more simply and ultimately more precisely than when working with a conventional NC machine. It goes without saying that the generation of the cam track with correspondingly modified control commands could also take place starting from point C.

Gemäß Fig. 5 und 6 kann mit der als Ausführungsbeispiel betrachteten Vorrichtung auch so vorgegangen werden, daß der Mittelpunkt M 1 der Außenspindel 22 zunächst zwischen dem Spindelmittelpunkt M 2 und dem Anfangspunkt D eines Kreis bogens K 2′ mit einem Radius R 2′ liegt. Wenn der Werkzeug träger 30 dabei zwischen den Punkten M 2 und D die Länge L hat, dann ist R 2′ = L - E, wenn die miteinander verriegelten Spin deln 22, 28 um den Mittelpunkt M 1 der Außenspindel 22 um 180° ge dreht werden, wobei der Endpunkt E des Kreisbogens K 2′ erreicht wird. Wenn anschließend die Außenspindel 22 fest gehalten wird und die Innenspindel 28 um ihren Mittelpunkt M 2′ um 180° gedreht wird, dann wird ein Kreisbogen K 1′ erzeugt, dessen Radius R 1′ gleich der wirksamen Länge des Werkzeug trägers 30 ist.According to Fig. 5 and 6 can also proceed so with the considered as an embodiment of device that the center point M of the outer spindle 22 of a circular arc K 2 is 1 firstly between the spindle center point M 2, and the starting point D 'having a radius R 2'. When the tool holder 30 thereby between the points M 2 and D has the length L, then R 2 '= L - E, when the interlocked spinning spindles 22, 28 around the center point M of the outer spindle 22 rotates 180 ° ge 1 be, the end point E of the circular arc K 2 'is reached. If the outer spindle 22 is then held firmly and the inner spindle 28 is rotated about its center M 2 'by 180 °, then an arc K 1 ' is generated, the radius R 1 'is equal to the effective length of the tool carrier 30 .

Während mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 nur zwei Kreisbögen mit fest vorgegebener Differenz der Radien und fest vorgegebenem Abstand der Mittelpunkte erzeugt werden können, während die absolute Größe der Radien durch Ver stellen der wirksamen Länge L des Werkzeugträgers 30 ge ändert werden kann, ergeben sich bei Einsatz der Vorrichtung gemäß Fig. 7 keine entsprechenden Einschränkungen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 16 mit Hilfe eines Schlittens 17 parallel zu den Führungsbahnen 28 b des als Schlitten ausgebildeten Werkzeugträgers 30 verfah ren werden, so daß bei Vorhandensein einer einzigen Spindel 29 die Mittelpunkte von nacheinander hergestellten Kreisbögen innerhalb der konstruktiv bedingten Grenzen beliebig gegen einander verschoben werden können. Entsprechend kann auch die Differenz der Radien von nacheinander hergestellten Kreisbögen beliebig gewählt werden. Durch die zusätzliche Verstellmöglichkeit mit Hilfe eines weiteren vertikalen Schlittens 36 bietet sich ferner die Möglichkeit, nachein ander Kreisbögen mit unterschiedlichem Radius und mit unterschiedlichem Mittelpunkt herzustellen, die sich je weils nur über einen kleinen Bogenwinkel von 90° erstrecken. Tatsächlich lassen sich unter Verwendung der beiden Schlit ten 17, 36 in Verbindung mit dem als Schlitten ausgebildeten verstellbaren Werkzeugträger 30 beliebige Kurvenformen erzeugen, wobei jedoch die Steuerung der Schlitten umso komplizierter wird, je kleiner der Bogenwinkel der die Kur venbahn zusammensetzenden Kreisbögen ist.While with the device of Figs. 1 and 2, only two circular arcs can be generated with fixed, predetermined difference in radii and defining a fixed distance between the center points, while the absolute magnitude of the radii by Ver the effective length L provide the tool carrier 30 ge can be changed, there are no corresponding restrictions when using the device according to FIG. 7. In this embodiment, the housing 16 with the help of a carriage 17 parallel to the guideways 28 b of the tool carrier 30 formed as a carriage procedural ren, so that in the presence of a single spindle 29, the centers of successive arcs within the design-related limits against each other can be moved. Accordingly, the difference between the radii of circular arcs produced one after the other can also be chosen as desired. The additional adjustment option with the help of a further vertical slide 36 also offers the possibility of successively producing other arcs with a different radius and with a different center, each of which only extends over a small arc angle of 90 °. In fact, using the two slides 17 , 36 in conjunction with the adjustable tool carrier 30 designed as a slide, any desired curve shapes can be produced, but the control of the slide becomes more complicated the smaller the arc angle of the circular arcs composing the curved path.

Bei den erfin dungsgemäßen Vorrichtungen gemäß Fig. 1, 2 und 7 besteht durch Verfahren des Gehäuses 16 senkrecht zur Zeichenebene längs der Führungsschienen 12 zusätzlich die Möglichkeit, eine axiale Verstellung des Werkzeugs 32 herbeizuführen, bei dem es sich typischerweise um einen Fräskopf oder eine Schleifscheibe handelt. Dabei versteht es sich, daß bei der Einstellung der Radien für die verschiedenen Kreisbögen der wirksame Werkzeugdurchmesser berücksichtigt werden muß, wenn eine Werkstückfläche entsprechend der gewünschten Kurvenform bearbeitet werden soll. Der Abnutzung des Werk zeugs wird in diesem Falle durch entsprechendes Nach justieren der wirksamen Länge des Werkzeugträgers 30 Rechnung getragen. Aufgrund der Möglichkeit, das Werkzeug 32 auch in axialer Richtung, d. h. in Richtung seiner Drehachse, zu verstellen, ergibt sich dabei die Möglichkeit, an einer bereits bearbeiteten Werkstückoberfläche, die erfindungs gemäß abschnittsweise aus einzelnen Kreisbögen zusammenge setzt ist, eine wendelförmige Nut herzustellen, in dem der Schwenkbewegung des Werkzeugs um den jeweiligen Mittelpunkt eine entsprechende axiale Werkzeugbewegung überlagert wird.In the OF INVENTION to the invention devices according to Fig. 1, 2 and 7, by moving the housing 16 perpendicular to the plane of the drawing along the guide rails 12 in addition, the possibility of an axial adjustment of the tool to bring about 32, which typically is a milling head or a grinding wheel . It goes without saying that the effective tool diameter must be taken into account when setting the radii for the various circular arcs if a workpiece surface is to be machined in accordance with the desired curve shape. The wear of the tool is taken into account in this case by adjusting the effective length of the tool carrier 30 accordingly. Due to the possibility of adjusting the tool 32 also in the axial direction, ie in the direction of its axis of rotation, this results in the possibility of producing a helical groove on an already machined workpiece surface, which according to the invention is composed in sections of individual arcs a corresponding axial tool movement is superimposed on the pivoting movement of the tool about the respective center point.

Claims

1. Method for generating curved paths composed of circular arcs with different radii and with different associated center points on a workpiece with the aid of a tool that can be driven to rotate about a tool axis, characterized by the following method steps:

a) a relative movement between the workpiece and the tool is brought about, in which the tool axis and the workpiece are pivoted relative to one another relative to one another over an angle corresponding to the first circular arc to be generated about a first center point, the distance from the tool axis to the radius of the first arc to be generated corresponds to, and
b) the center point for the relative pivoting movement between the tool and the workpiece is shifted along a line on which the first center point and the end point of the first arc generated in the course of step a) are displaced such that the distance between this end of the arc and the new center corresponds to the radius of the next arc to be generated, and
c) the workpiece and the tool are pivoted relative to each other around the new center over an angle corresponding to the next arc to be generated, etc.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized in that the tool ( 32 ) of a tool carrier unit ( 30 , 28 , 22 ) is arranged such that there is between the axis of rotation of the tool and at least two different centers for a relative pivoting movement of tool and workpiece predetermined distances corresponding to the radii of the arcs to be generated, the one distance with a he most relative pivoting movement of the workpiece and tool is effective over a predetermined pivoting angle, while the second distance, starting from that during the first pivoting movement reached the end point of the tool axis, is effective for a second relative pivoting movement around a new center.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the tool carrier unit ( 30 , 28 , 22 ) has a tool carrier ( 30 ) which is rotatably connected to a pivotable inner spindle ( 28 ) which is mounted eccentrically in a pivotable outer spindle ( 22 ) , and that the inner spindle ( 28 ) for producing two arcs ( K 1 , K 2 ; K 1 ', K 2 ') with different radii ( R 1 , R 2 ; R 1 ', R 2 ') and with different associated centers ( M 1 , M 2 , M 2 ') during two successive manufacturing steps in the course of one step with a fixed outer spindle ( 22 ) to a rotary movement around its center ( M 2 , M 2 ') is drivable and during the other step spindle to a rotational movement driven outer (22) together with this about the center point (M 1) of the outer spindle (22) is rotatable.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the tool carrier ( 30 ) is designed as an effective length ( L ) adjustable tool carrier.

5. The device according to claim 4, characterized in that the tool carrier is designed as a point ( M 2 , M 2 ') of the inner spindle ( 28 ) adjustable slide ( 30 ).

6. The device according to claim 5, characterized in that the slide serving as a tool carrier ( 30 ) can be driven to a movement superimposed on the spindle movement.

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that additional drive and control devices are provided, by means of which the tool ( 32 ) can be adjusted in the direction of its axis of rotation.