DE4000025C2

DE4000025C2 - Device for machining the surfaces of workpieces that differ slightly from the exact cylindrical shape

Info

Publication number: DE4000025C2
Application number: DE19904000025
Authority: DE
Inventors: Wilfried Gerk; Dieter Eysel; Hartmut Hirt
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1990-01-02
Filing date: 1990-01-02
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-01-03
Also published as: DE4000025A1; JP2729412B2; JPH06226507A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanabhe benden Bearbeitung von von der genauen Zylinderform ge ringfügig abweichenden Werkstücken, wie z. B. von Lager bohrungen in Gehäusen oder dgl., gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for cutting machining of the exact cylinder shape slightly different workpieces, such as. B. from stock bores in housings or the like, according to the preamble of claim 1.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus den Do kumenten DE 37 26 276 A1, DD 91 179 und DD 1 04 223 be kannt, wobei die Vorrichtung nach der DE 37 26 276 A1 im Zusammenhang mit der Feinverstellung der Werkzeug schneide eines umlaufenden Radialstellkopfes beschrie ben ist.Such devices are for example from the Do documents DE 37 26 276 A1, DD 91 179 and DD 1 04 223 be knows, the device according to DE 37 26 276 A1 in connection with the fine adjustment of the tool cutting edge of a rotating radial head ben is.

Mit der Einrichtung nach der DE 37 26 276 A1 gelingt es bereits, Korrektur-Zustellbewegungen in der Größenord nung von einigen µm zu halten. Es hat sich allerdings gezeigt, daß diese Vorrichtung nicht in der Lage ist, eine Feinbearbeitung von im wesentlichen zylindrischen Werkstückflächen sicherzustellen, bei denen mit einer Genauigkeit im µm-Bereich axial und polar gezielt von der mathematisch exakten Zylinderform der Werkstückflä che abgewichen wird.With the device according to DE 37 26 276 A1 it succeeds already, correction delivery movements in the order of magnitude of a few µm. However, it did shown that this device is unable to a finish of essentially cylindrical Ensure workpiece surfaces where with a Accuracy in the µm range axially and polar targeted from the mathematically exact cylindrical shape of the workpiece surface che is deviated.

Aus der DE-PS 16 02 962 ist ferner eine Vorrichtung be kannt, die zusätzlich mit einer Einrichtung zum Ver kleinern von systematischen Bearbeitungsfehlern ausge stattet ist. Hierbei wird die Position des Werkzeugs in Vorschubrichtung in bezug auf das Werkstück abgebildet und dementsprechend der das Stellglied ansteuernde Aus gangsdruck des Druckgebers verändert. Diese Vorrichtung dient somit dazu, Bearbeitungsfehler zu verkleinern, die durch systembedingte Fehlleistungen einer Arbeits- oder Werkzeugmaschine entstehen. Abweichungen von Soll werten werden in einem zur Größe des Fehlers analogen Luftdruck abgebildet, so daß eine pneumatische Hilfs energie benötigt wird. Bei linearem Zusammenhang zwi schen Vorschubweg und Schneidmeißelzustellung findet eine Feder oder ein Lineal, bei nichtlinearer Abhängig keit ein Leitkörper Verwendung, der unter Zuhilfenahme einer pneumatischen Meßdüse abgetastet und damit ver messen wird.From DE-PS 16 02 962 a device is also be knows that additionally with a device for ver smaller from systematic processing errors is equipped. Here the position of the tool in Feed direction shown with reference to the workpiece and accordingly the actuator driving off gear pressure of the pressure sensor changed. This device thus serves to reduce machining errors, due to systemic or machine tool. Deviations from target values are analogous to the size of the error Air pressure mapped so that a pneumatic auxiliary energy is needed. With a linear relationship between feed path and cutting tool infeed a spring or a ruler, depending on non-linear use of a guide body, with the help scanned a pneumatic measuring nozzle and thus ver will measure.

Es hat sich gezeigt, daß mit dieser bekannten Vorrich tung Toleranzen von 20 bis 30 µm nur mit einem erhebli chen zusätzlichen Aufwand unterschritten werden konn ten, was u. a. darauf zurückzuführen ist, daß die Meßdü se mit ihrem Durchmesser von etwa 1 mm die zu messende Größe, d. h. Durchmesserabweichungen vom Sollwert nur als einen über das Maß des Meßdüsendurchmessers gemit telten Wert abbilden kann. Um so weniger ist die bekannte Vorrichtung in der Lage, Maßabweichungen schnell genug zu erfassen und in einen geeigneten Korrekturdruck um zusetzen.It has been shown that with this known Vorrich tolerances from 20 to 30 µm only with one elev Chen additional effort can be undercut what u. a. is due to the fact that the Meßdü se with its diameter of about 1 mm the one to be measured Size, d. H. Diameter deviations from the nominal value only as one over the dimension of the measuring nozzle diameter can represent the value. The less well known Device able to measure deviations quickly enough to be recorded and converted into a suitable correction print clog.

In jüngerer Zeit werden an Schneidmeißelhalter mit hy draulischer Ansteuerung des Stellgliedes immer höhere Anforderungen hinsichtlich der Arbeitsgenauigkeit ge stellt. So sind Durchmessertoleranzen von einigen µm keine Besonderheit mehr, wobei hinzukommt, daß aufgrund des zunehmenden Einsatzes von neuen Schneidstoffen, wie z. B. Hartmetall oder polykristallinem Diamant auch hö here Schnitt- und Bearbeitungsgeschwindigkeiten gefor dert sind. In diesem Zusammenhang besteht nunmehr das Bedürfnis, eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung von im wesentlichen zylindrischen Werkstückflächen bereitzu stellen, mit der es gelingt, mit einer Genauigkeit im µm-Bereich axial und polar gezielt von der mathematisch exakten Zylinderform der Werkstückfläche abzuweichen. Derartige Oberflächen sind beispielsweise bei hochbela steten Gleitlagern erwünscht, die einer asymmetrischen mechanischen und/oder thermischen Beanspruchung unter liegen, was z. B. bei der Kolbenbolzenbohrung einer Brennkraftmaschine der Fall ist.More recently, cutting tool holders with hy drastic control of the actuator always higher Requirements regarding the accuracy of work poses. So are diameter tolerances of a few µm no longer peculiarity, with the addition that due to the increasing use of new cutting materials, such as e.g. B. hard metal or polycrystalline diamond also high Here cutting and processing speeds are required changed. In this context there is now Need a device for fine machining in ready cylindrical workpiece surfaces with which it succeeds with an accuracy in µm range axially and polar specifically from the mathematical exact cylinder shape of the workpiece surface. Such surfaces are, for example, at hochbela constant plain bearings are desirable, that of an asymmetrical mechanical and / or thermal stress under lie what z. B. in the piston pin bore Internal combustion engine is the case.

Aus der DE 32 45 053 A1 ist zwar bereits ein Lösungsan satz zur Herstellung derartiger, von der mathematisch exakten Zylinderform in axialer und polarer Richtung abweichender Werkstückoberflächen bekannt. Hierbei müs sen allerdings erhebliche Energiemengen zur gezielten Auslenkung der Bohrstange und damit der Werkzeugschnei de bereitgestellt werden. In einem Fall wird über eine elektrische Spule, die an einen Frequenzoszillator an geschlossen ist, der aus zwei verschiedenen magneto striktiven Werkstoffen aufgebaute Werkzeughalter gebo gen im anderen Fall wird die von einem Spannfutter aus kragende Bohrstange mit einer Unwuchtmasse versehen und zwischen dieser und dem Schneidmeißel in einem Flüssig keitslager gelagert, das mehrere über dem Umfang gleichmäßig verteilte Zuströmöffnungen hat, die mit Fluid unterschiedlichen Druckniveaus beaufschlagbar sind. Bei dieser Vorrichtung wird mit einem offenen Strömungsmittel-Kreis gearbeitet, welcher sich auf ei nem hohen Energieniveau befindet, da diese "offene" Hy draulikfluid-Versorgung unmittelbar auf den Werkzeug träger einwirkt. Aufgrund der verhältnismäßig großen Massen, die in die Steuerung einbezogen sind, ergeben sich ohne zusätzlichen vorrichtungstechnischen Aufwand keine ausreichenden Ansprechzeiten. DE 32 45 053 A1 is already a solution set for the production of such, from the mathematical exact cylindrical shape in axial and polar direction deviating workpiece surfaces are known. Here must However, considerable amounts of energy are required for targeted Deflection of the boring bar and thus the tool cutting edge de are provided. In one case, a electrical coil connected to a frequency oscillator is closed, which consists of two different magneto tool holder built from strict materials in the other case, the is from a chuck provide an unbalanced mass to the projecting boring bar and between this and the cutting chisel in a liquid storage camp, which several over the circumference evenly distributed inflow openings that with Different pressure levels can be applied to fluid are. This device comes with an open Fluid circle worked, which is based on a nem high energy level because this "open" Hy Draulic fluid supply directly on the tool acts carrier. Because of the relatively large Masses that are included in the control result yourself without additional technical equipment insufficient response times.

Die bekannten Ansätze zur Herstellung derartiger, von der mathematisch exakten Zylinderform in axialer und polarer Richtung abweichender Werkstückoberflächen wer den durch eine weitere Variante ergänzt, bei der die von einem Spannfutter auskragende Bohrstange mit einer Unwuchtmasse versehen und zwischen dieser und dem Schneidmeißel in einem Flüssigkeitslager gelagert ist, das mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte Zu strömöffnungen hat, welche mit Fluid unterschiedlichen Druckniveaus beaufschlagbar sind. In beiden Fällen er geben sich allerdings verhältnismäßig große Massen, die in die Steuerung einzubeziehen sind, was zu entspre chend großen Signalverzögerungen und damit zu Steue rungs-Ungenauigkeiten führt.The known approaches to producing such, from the mathematically exact cylindrical shape in axial and polar direction of deviating workpiece surfaces which is supplemented by another variant, in which the boring bar projecting from a chuck with a Provide unbalanced mass and between this and the Cutting bit is stored in a liquid storage, the multiple Zu evenly distributed over the circumference has flow openings that differ with fluid Pressure levels can be applied. In both cases, he however, there are relatively large masses are to be included in the control, which corresponds to accordingly large signal delays and thus too much control leads to inaccuracies.

Auch in den DD-Patentschriften 91 179 und 1 04 223 ist bereits die Aufgabe angesprochen, Werkstücke mit balli ger und/oder ovaler Mantelfläche ohne Verwendung von Formlinealen und Tastern herzustellen. Im Falle der DD 1 04 223 ist dem Werkzeugträger ein Stellzylinder mit Servomotor zugeordnet, der in Abhängigkeit von den Aus gangssignalen eines rechnergesteuerten Verstärkers be trieben wird. In dieser Druckschrift finden sich aller dings keine konkreten Hinweise, wie der Werkzeugträger anzusteuern ist, um eine ausreichend schnelle Folgebe wegung des Werkzeugs im Ansprechen auf die Steuersigna le zu bewerkstelligen. Auch wird dort keine konkrete Lehre gegeben, wie im wesentlichen zylindrische Werk stückflächen, die in axialer und polarer Richtung ge ringfügig von der mathematisch exakten Zylinderform ab weichen, mit Herstellungstoleranzen von einigen µm so wohl in axialer als auch in radialer Richtung herge stellt werden könnten. Bei den im Falle der DD-Schrif ten 91 179 und 1 04 223 verwendeten Stellgliedern in Form von doppeltwirkenden Kolben-/Zylindereinheiten sind darüber hinaus bei der Ansteuerung relativ große Fluidvolumina zu bewegen, was sich nachteilig auf das Folgesteuerverhalten auswirkt.Also in DD patents 91 179 and 1 04 223 already mentioned the task, workpieces with balli ger and / or oval outer surface without using Manufacture form rulers and buttons. In case of DD 1 04 223 is an adjusting cylinder with the tool carrier Assigned servo motor, depending on the off be signals of a computer-controlled amplifier is driven. You can find everything in this publication However, no specific information, such as the tool holder is to be controlled in order to have a sufficiently fast follow-up movement of the tool in response to the control signal le to accomplish. Nor will there be any concrete Teaching given as essentially cylindrical work piece surfaces that ge in the axial and polar directions slightly from the mathematically exact cylinder shape soft, with manufacturing tolerances of a few µm probably in the axial as well as in the radial direction could be put. In the case of the DD writing ten 91 179 and 1 04 223 used actuators in Form of double-acting piston / cylinder units are also relatively large in terms of control To move fluid volumes, which adversely affects the Sequence control behavior affects.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß jederzeit reproduzierbar im wesentlichen zylindrische Werkstückflächen, die in axialer und polarer Richtung geringfügig von der mathe matisch exakten Zylinderform abweichen, mit Herstel lungstoleranzen von einigen µm hergestellt werden kön nen.The invention is therefore based on the object Device according to the preamble of patent claim 1 to develop in such a way that reproducible at any time essential cylindrical workpiece surfaces, which in axial and polar direction slightly from the math matically exact cylinder shape, with manufacturer tolerances of a few µm can be produced nen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan spruchs 1 gelöst.This task is accomplished through the features of the patent spell 1 solved.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß nur dann, wenn die die Druckflüssigkeitskammer der Vorrichtung versorgende Hydraulik-Anordnung, d. h. der das Träger teil mit Schneidenhalterstange ansteuernde hydraulische Druckgeber ständig von einer Druckfluidquelle versorgt bzw. gespeist wird und eine ausreichende Drucksignal- Frequenz mit einer ausreichend hohen Bewegungs-Folgege nauigkeit bereitgestellt werden kann, gängige Werk stückflächendurchmesser mit üblichen Schnittgeschwin digkeiten bearbeitbar sind. Dabei kann das den Druckge ber ansteuernde Ausgangssignal auf einem verhältnismä ßig niedrigen Energieniveau gehalten werden, so daß die Ansprechcharakteristik auf einem möglichst hohen Niveau liegt. Es wird somit mit einem Strömungsmittelüberschuß bei der Versorgung des Druckgebers gearbeitet, der die Voraussetzung dafür schafft, daß die Stellsignale im µm-Bereich reproduzierbar und in kürzester Zeit, d. h. mit relativ hohen Frequenzen in entsprechende Weg-Fol gesignale umgewandelt werden. Dabei wird unter Zuhilfe nahme des Weg- und Winkelmeßsystems jeder Relativstel lung des Schneidmeißelhalters bezüglich des Werkstücks ein Ausgangsdruck des Druckgebers zugeordnet, der über die Strömungsmittelleitung geeigneten Querschnitts ent weder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Druckwandlers zur Ansteuerung der Druckflüssigkeitskam mer im Schneidmeißelhalter genutzt wird. Indem das Druckfluidvolumen, das der Druckvariation durch den Druckgeber unterliegt, aufgrund der flachen Bauweise verhältnismäßig klein gehalten wird, erfolgt die Beein flussung des Drucks im Trägerteil, d. h. in der Druck flüssigkeitskammer in Form eines nachgeschalteten Druckmotors mit einem ausreichend guten An sprechverhalten, um während einer Umdrehung des Werk stücks oder Werkzeugs kontrollierte Zustellbewegungen im µm-Bereich zu bewirken. Es zeigt sich, daß mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen jeder erwünschte funktio nelle Zusammenhang zwischen Relativverschiebung und -verdrehung bezüglich Werkstück und Werkzeug und Aus gangsdruck des Druckgebers und damit Ansteuerdruck der Druckflüssigkeitskammer mit einer Reproduzierbarkeit von 1 bis 2 µm eingestellt werden kann, wobei die Güte der Bearbeitung von der Arbeitsgenauigkeit des Weg- und Winkelmeßsystems bestimmt ist. Der die Druckflüssig keitskammer speisende Hydraulikkreis sorgt dafür, daß das Ausgangsdrucksignal des Druckgebers mit geringster Verzögerung auf die Ausgangssignale des Weg- und Win kelmeßsystem anspricht, wodurch es gelingt, die Schnei denhalterstange, d. h. den Abtrieb des Stellmotors mit Druckfrequenzen in der Größenordnung von ca. 50 bis 80 Hz anzusteuern und dabei ausreichend große Zustellwege bereitzustellen. Auf diese Weise sind selbst bei klei neren Werkstückflächendurchmessern Schnittgeschwindig keiten erreichbar, die einen wirtschaftlichen Einsatz moderner Schneidstoffe zulassen. Das hydraulische Aus gangssignal des Servoventils kann erfindungsgemäß auf niedrigem Energieniveau gehalten werden, was der An sprechcharakteristik weiter zugute kommt. Es gelingt mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen somit mit Leichtig keit, beispielsweise eine Bohrung herzustellen, deren Querschnitt sich in Axialrichtung ständig nicht nur der Größe, sondern auch der Form nach ändert.The invention is based on the knowledge that only if the the hydraulic fluid chamber of the device supplying hydraulic arrangement, d. H. the the carrier Hydraulic part with cutting edge holder rod Pressure transmitter constantly supplied by a pressure fluid source or is fed and a sufficient pressure signal Frequency with a sufficiently high sequence of movements accuracy can be provided, common work piece surface diameter with usual cutting speed are editable. The Druckge About driving output signal on a relative be kept low energy level so that the Response characteristics at the highest possible level lies. It is therefore with an excess of fluid worked in the supply of the pressure sensor, which the The prerequisite for this is that the control signals in µm range reproducible and in the shortest time, d. H. with relatively high frequencies in corresponding path-fol signals are converted. This is done with the help taking the position and angle measuring system of each relative position tion of the cutting tool holder with respect to the workpiece an output pressure of the pressure sensor assigned, which over the fluid line suitable cross section ent neither directly or with the interposition of a Pressure converter for controlling the hydraulic fluid is always used in the cutting tool holder. By doing that Volume of pressure fluid that corresponds to the pressure variation through the Pressure sensor is subject to, due to the flat design the legs are kept relatively small flow of pressure in the carrier part, d. H. in the print liquid chamber in the form of a downstream Printing engine with a sufficiently good type speaking behavior to during one turn of the work piece or tool controlled infeed movements effect in the µm range. It turns out that with the measures according to the invention any desired functio correlation between relative displacement and -Torsion regarding workpiece and tool and off initial pressure of the pressure transmitter and thus control pressure of the Hydraulic fluid chamber with a reproducibility can be set from 1 to 2 µm, the quality the processing of the working accuracy of the way and Angle measuring system is determined. The the fluid Hydraulic circuit feeding chamber ensures that the output pressure signal of the pressure transmitter with the lowest Delay on the output signals of the way and win kelmeßsystem appeals, which makes it possible to cut the the holder rod, d. H. the output of the servomotor with Printing frequencies in the order of 50 to 80 Hz to control and at the same time sufficiently large delivery routes to provide. This way, even at klei cutting workpiece surface diameters achievable that are economical to use allow modern cutting materials. The hydraulic end output signal of the servo valve can according to the invention low energy levels, which is what the An speech characteristics will continue to benefit. It succeeds with the measures according to the invention thus with ease speed, for example to produce a hole whose Cross section not only in the axial direction Size, but also changes shape.

Eine besonders kleines Volumen der Druckflüssigkeits kammer bei gleichzeitiger Vereinfachung der Herstellung des Stellmotors zwischen Trägerteil und Schneidenhal terstange ergibt sich mit der Weiterbildung des Pa tentanspruchs 2.A particularly small volume of hydraulic fluid chamber while simplifying production of the servomotor between the carrier part and the cutting neck terstange results from the further training of Pa claim 2.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Druck gebers zur hydraulischen Ansteuerung der Druckflüssig keitskammer ist Gegenstand des Anspruchs 8. Bei direk ter elektrischer Ansteuerung des Druckgebers, vorzugs weise in der Ausgestaltung als Überströmventil ist es zur Erzielung ausreichender Ansprechwerte von Vorteil, das elektrische Steuersignal unter Zwischenschaltung von möglichst wenigen Signalwandlern aus den Ausgangs signalen des Weg- und Winkelmeßsystems zu erzeugen.A particularly advantageous embodiment of a print for hydraulic control of the hydraulic fluid Keitskammer is the subject of claim 8. At direk ter electrical control of the pressure sensor, preferred it is wise in the design as an overflow valve advantageous to achieve sufficient response values, the electrical control signal with interposition from as few signal converters as possible from the output generate signals from the displacement and angle measuring system.

Mit der Weiterbildung gemäß Patentanspruch 9 wird die Arbeitsgenauigkeit zusätzlich gesteigert, da ein digi tales Weg- und Winkelmeßsystem in der Lage ist, Messun gen nicht nur mit hoher Präzision, sondern auch mit großer Auflösung vorzunehmen. Es gelingt mit dieser Weiterbildung mit einer reproduzierbaren Genauigkeit von 1 bis 2 µm Mantelkonturen von Drehteilen oder Ausnehmun gen herzustellen, die von einer achsparallelen Geraden bzw. von einem konzentrischen Kreis um bis zu 500 µm abweichen.With the training according to claim 9 Accuracy of work additionally increased because of a digi tales path and angle measuring system is able to measure not only with high precision, but also with large resolution. It works with this Continuing education with a reproducible accuracy of 1 up to 2 µm jacket contours of turned parts or recesses gene to produce that of an axially parallel straight line or from a concentric circle of up to 500 µm differ.

Um Zeitverzögerungen zwischen der Erzeugung der Aus gangssignale des Weg- und Winkelmeßsystems und des ent sprechenden Stellsignals für das Stellglied weitestge hend zu kompensieren, findet die Weiterbildung des Pa tentanspruchs 10 Anwendung. Die Programmsteuerung kann dabei vorteilhafterweise lernfähig ausgebildet sein, um selbsttätig in Abhängigkeit von erfaßten Fehlerkorrek tursignalen eine entsprechende Programmkorrektur vorzu nehmen. Dieses Korrektursystem dient zur Berücksichti gung systematischer Fehler.To time delays between the generation of the off output signals of the displacement and angle measuring system and the ent speaking actuating signal for the actuator The Pa claim 10 application. The program control can advantageously be capable of learning in order to automatically depending on detected error correction a corresponding program correction to take. This correction system is used for consideration systematic errors.

Die Genauigkeit der Erzeugung eines entsprechenden Aus gangsdrucks eines Druckgebers stromab des elektrisch angesteuerten Servoventils wird zweckmäßig durch geeig nete Rückführungen des Druckgeberausgangssignales si chergestellt. Die zur Aufgabenlösung notwendige hohe Regelgeschwindigkeit hängt vor allem von der Geschwin digkeit des Rückführsignales ab. Die höchste Signalge schwindigkeit liegt vor, wenn das Druckgeber-Ausgangs signal unmittelbar auf das Stellglied einwirkt, das da durch gleichzeitig als Meßglied fungiert. Die Rückfüh rung ist auf diese Weise in den Druckgeber integriert.The accuracy of generating a corresponding off upstream pressure of a pressure sensor downstream of the electrical controlled servo valve is appropriately approved feedback of the pressure transmitter output signal si made. The high level required to solve the task Control speed mainly depends on the speed feedback signal. The highest signal speed exists when the pressure sensor output signal acts directly on the actuator that there by acting as a measuring element at the same time. The return In this way, the pressure sensor is integrated.

Mit der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 kann das rückgeführte Signal an einer bezüglich des Signalflus ses ausgewählten Stelle in die Signalverarbeitungsein heit einfließen, was gegenüber der unmittelbaren Druck rückführung gelegentlich vorteilhaft sein kann.With the development of claim 12, this can returned signal at a regarding the signal flow the selected location in the signal processing flow into what is compared to the immediate pressure repatriation can sometimes be beneficial.

Mit der Weiterbildung der Vorrichtung beispielsweise in Form eines Radialstellkopfs gemäß Patentanspruch 14 wird sichergestellt, daß der Schneidmeißel dem Steuer druck hinreichend genau und im wesentlichen ohne Hysterese folgt, wobei die Eigenfrequenz des Bohrkopfs deutlich über der Steuerdruckfrequenz liegt.With the development of the device, for example in Shape of a radial adjusting head according to claim 14 it is ensured that the cutting chisel is in control pressure follows with sufficient accuracy and essentially without hysteresis, the natural frequency of the drill head being significantly higher than that Control pressure frequency is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Ansteuerung von Schneidmeißelhaltern verwendet werden, die entweder auf einem Support einer Werkzeugmaschine sitzen oder von einer Spindel angetrieben sind.The device according to the invention can be used for control used by cutting tool holders, either sit on a support of a machine tool or are driven by a spindle.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu tert. Es zeigen:Below are schematic drawings several embodiments of the invention in more detail tert. Show it:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild zur Verdeutlichung des Signalflusses bei einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung von von der genauen Zylinderform geringfügig abweichenden Werkstüc ken; FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the signal flow ken in a first embodiment of the apparatus for machining the precise cylindrical shape slightly different Werkstüc;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1; FIG. 2 shows a section according to II-II in FIG. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Variante der er sten Ausführungsform; Fig. 3 is a block diagram of a variant of the first embodiment;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiteren Varian te der ersten Ausführungsform; Fig. 4 is a block diagram of another Varian te of the first embodiment;

Fig. 5 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausfüh rungsform der Vorrichtung; Fig. 5 is a schematic diagram of a second embodiment of the device;

Fig. 6 eine vergrößerte Schnitt-Darstellung der Einzelheit "VI" in Fig. 5; Fig. 6 is an enlarged sectional view of the detail "VI" in Fig. 5;

Fig. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines als umlaufender Bohrkopf ausgebil deten Schneidmeißelhalters; Fig. 7 is a side view, partially in section, of a cutting bit holder designed as a circumferential drill head;

Fig. 8 im verkleinerten Maßstab einen Schnitt ge mäß VIII-VIII in Fig. 7; und Figure 8 is a section on a reduced scale according to VIII-VIII in Fig. 7. and

Fig. 9 einen entsprechenden Schnitt gemäß IX-IX in Fig. 7. Fig. 9 shows a corresponding section according to IX-IX in Fig. 7.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 2 ein Schneidmei ßelhalter bezeichnet, der eine Schneidenhalterstange 4 aufweist. Die Schneidenhalterstange 4 ist federnd an ein Trägerteil 6 angelenkt, so daß ein Parallelfederge lenk zwischen Schneidenhalterstange und Trägerteil ge bildet wird. Schneidenhalterstange und Trägerteil bilden somit einen Stellmotor, wobei die Schneidenhalterstange bzw. ein damit fest verbundenes Teil den Abtrieb des Motors bildet. Zu diesem Zweck ist das Gehäuse des Schneidmeißelhalters mit einem Schlitz 8 versehen und nimmt im Inneren ein nicht näher gezeigtes Stellglied in Form einer Kolben/Zylinderanordnung auf, deren Druckkammer über eine Strömungsmittelleitung 10 mit Steuerdruck versorgt wird. In Abhängigkeit vom Steuer druck wird die Schneidenhalterstange 4 und damit die Schneide 12 in radialer Richtung um Beträge von bis zu etwa 500 µm ausgelenkt. Auf den Aufbau des Stellgliedes soll hier nicht näher eingegangen werden. Diesbezüglich kann auf die Offenbarung in der DE 22 28 553 C3 verwie sen werden.In Fig. 1, reference number 2 denotes a cutting tool holder which has a cutting holder rod 4 . The cutter holder rod 4 is resiliently articulated to a carrier part 6 so that a parallel spring joint is formed between the cutter holder rod and the carrier part. The cutter holder rod and carrier part thus form a servomotor, the cutter holder rod or a part firmly connected to it forming the output of the motor. For this purpose, the housing of the cutting tool holder is provided with a slot 8 and accommodates an actuator (not shown in detail) in the form of a piston / cylinder arrangement, the pressure chamber of which is supplied with control pressure via a fluid line 10 . Depending on the control pressure, the cutter holder rod 4 and thus the cutting edge 12 are deflected in the radial direction by amounts of up to approximately 500 μm. The structure of the actuator will not be discussed in more detail here. In this regard, reference can be made to the disclosure in DE 22 28 553 C3.

Mit 14 ist eine Pinole bezeichnet, die in einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine geführt ist, um eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeils X auszuführen. Mit 16 ist das Werkstück bezeichnet, in das eine im we sentlichen zylindrische Ausnehmung 18 durch Feinstbear beitung eingebracht werden soll. Die Besonderheit der Ausnehmung 18 besteht darin, daß Abweichungen von der regulären, d. h. mathematisch exakten Zylinderform so wohl in axialer als auch in polarer Richtung gegeben sind. Die axialen Abweichungen sind der Fig. 1, die po laren Abweichungen der Fig. 2 entnehmbar und liegen in der Größenordnung bis zu 500 µm, wobei Toleranzen von nur einigen µm einzuhalten sind. In Fig. 2 ist mit strichpunktierter Linie eine Kreislinie dargestellt, wohingegen mit durchgezogener Linie die tatsächliche Innenkontur der Ausnehmung wiedergegeben ist. Um die Ausnehmung 18 mit oben genannten Kriterien herstellen zu können, dient die nachfolgend näher beschriebene Einrichtung zur Ansteuerung des Stellgliedes: With 14 a quill is designated, which is guided in a machine tool, not shown, to carry out a feed movement in the direction of arrow X. With 16 the workpiece is referred to, in which we a substantial cylindrical recess 18 is to be machined by finest machining. The peculiarity of the recess 18 is that there are deviations from the regular, ie mathematically exact cylinder shape in the axial as well as in the polar direction. The axial deviations can be seen in FIG. 1, the polar deviations in FIG. 2 and are of the order of magnitude up to 500 μm, tolerances of only a few μm being observed. In Fig. 2, a circular line is shown with a dash-dotted line, whereas the actual inner contour of the recess is shown with a solid line. In order to be able to produce the recess 18 using the criteria mentioned above, the device described in more detail below is used to control the actuator:

Das unter dem Steuerdruck PST stehende Druckfluid wird über eine Drehdurchführung 19 und die Druckmittellei tung 10 dem drehenden Trägerteil zugeführt. Der Steuer druck PST wird unter Zuhilfenahme eines Druckgebers 20 generiert, der in einen Hydraulikkreis 30 integriert, d. h. von diesem ständig gespeist wird. Dieser weist ei ne Druckfluidquelle in Form einer Pumpe 32 auf, die über ein Rückschlagventil 34 eine Versorgungsleitung 36 mit Druckfluid versorgt. Mit 38 ist ein Glättspeicher bezeichnet, der Druckschwankungen in der Versorgungs leitung 36 nivelliert. Mit 40 ist ein Druckbegrenzungs ventil bezeichnet, das eine Verbindung zu einer Rück laufleitung 42 zum Tank 44 hat.The pressurized fluid under the control pressure PST is fed via a rotary union 19 and the pressure medium line 10 to the rotating carrier part. The control pressure PST is generated with the aid of a pressure sensor 20 , which is integrated in a hydraulic circuit 30 , that is, it is constantly fed by this. This has egg ne pressure fluid source in the form of a pump 32 which supplies a supply line 36 with pressure fluid via a check valve 34 . With 38 a smoothing is designated, the pressure fluctuations in the supply line 36 leveled. With 40 a pressure relief valve is referred to, which has a connection to a return line 42 to the tank 44 .

Der Druckgeber 20 ist von einem elektrisch angesteuer ten Mehrwege-Druckventil gebildet, das den Steuerdruck PST in Abhängigkeit von der Größe des elektrischen Si gnals einstellt, welches an einer Stelleinrichtung 22 anliegt. Das elektrische Signal ist das Ausgangssignal eines mit 50 bezeichneten Signalverarbeitungssystems, das eine Recheneinheit 52, eine Signalverarbeitungsein heit 54 und ein Weg- und Winkelmeßsystem 56 aufweist. Das Ausgangssignal in der Signalleitung 58 wird wie folgt erzeugt:The pressure transmitter 20 is formed by an electrically controlled multi-way pressure valve which adjusts the control pressure PST as a function of the size of the electrical signal which is applied to an actuating device 22 . The electrical signal is the output signal of a signal processing system denoted by 50 , which has a computing unit 52 , a signal processing unit 54 and a path and angle measuring system 56 . The output signal in signal line 58 is generated as follows:

In jedem Augenblick wird die Relativlage in Vorschub richtung X und in polarer, d. h. Umfangsrichtung O zwi schen Werkstück 16 und Schneide 12 mittels des Weg- und Winkelmeßsystems überwacht. Hierzu dient ein linearer Glasmaßstab 62 und eine kodierte Scheibe 64, deren Drehstellung bezüglich der Pinole 14 mittels eines schematisiert dargestellten Fotoabtasters 66 abgelesen wird. Die entsprechenden Ausgangssignale werden über Umsetzer 68 und 70 auf den Rechner 52 gegeben, der meh rere Tastenfelder und einen Bildschirm aufweisen kann. At any moment, the relative position in the feed direction X and in the polar, ie circumferential direction O between the workpiece 16 and cutting edge 12 is monitored by means of the displacement and angle measuring system. A linear glass scale 62 and a coded disk 64 are used for this purpose, the rotational position of which with respect to the sleeve 14 is read by means of a schematically illustrated photo scanner 66 . The corresponding output signals are given via converter 68 and 70 to the computer 52 , which can have several key fields and a screen.

In den Rechner wird mit Hilfe des Tastenfeldes eingege ben, auf welche Weise der Schneidmeißelausschlag mit dem Vorschub und der Phasenstellung bzw. der Drehstel lung des Bohrkopfes 4 verknüpft sein soll. Dabei ist es möglich, unter Zuhilfenahme von Festwertspeichern kor rigierend in die Signalverarbeitung einzugreifen, um auf diese Weise z. B. das Verhalten der Stellsignale in Abhängigkeit von der Drehzahl des Bohrkopfes berück sichtigen zu können.In the computer, with the help of the keypad, the way in which the cutting tool deflection with the feed and the phase position or the rotary position of the drilling head 4 is to be linked is entered. It is possible to intervene with the aid of read-only memories in the signal processing in order to z. B. the behavior of the control signals depending on the speed of the drill head.

Der digitale Ausgang des Rechners 52 wird auf die Si gnalverarbeitungseinheit 54 gegeben, die in Serie einen Digital/Analog-Wandler 74, einen Verstärker 76 und ein Summier- bzw. Subtrahierglied 78 aufweist. Der Digital/ Analog-Wandler 74 wandelt die Ausgangssignale des Rech ners 52 in einen eingeprägten Strom um, so daß die Stelleinrichtung 22 ebenfalls mit einem Steuerstrom an gesteuert wird, der in vorbestimmter Weise mit den Aus gangssignalen des Weg- und Winkelmeßsystems 56 ver knüpft ist.The digital output of the computer 52 is given to the signal processing unit 54 , which has a digital / analog converter 74 , an amplifier 76 and a summing or subtracting element 78 in series. The digital / analog converter 74 converts the output signals of the calculator 52 into an impressed current, so that the actuating device 22 is also controlled with a control current, which is linked in a predetermined manner with the output signals from the displacement and angle measuring system 56 .

Der Steuerdruck PST wird über eine Zweigleitung 80, die über einen Analog/Digital-Wandler 82 führt, zur Signal verarbeitungseinheit 54, d. h. zum Verstärker 76 rück geführt, so daß ein geschlossener Regelkreis für den Ausgangsdruck des Druckgebers 20 geschaffen ist. Eine Signalleitung 84 kann zusätzlich zum Rechner 52 führen, um bereits dort korrigierend auf die Erzeugung der di gitalen Ausgangssignale einzuwirken.The control pressure PST is fed via a branch line 80 , which leads via an analog / digital converter 82 , to the signal processing unit 54 , ie to the amplifier 76 , so that a closed control loop for the output pressure of the pressure transmitter 20 is created. A signal line 84 can additionally lead to the computer 52 in order to have a corrective effect there already on the generation of the digital output signals.

Um gleichzeitig systembedingte Fehler des Druckgebers 20 so weit wie möglich zu unterdrücken, ist ein Kon trollsensor 86 zur Erfassung der tatsächlichen Reaktion der Stelleinrichtung 22 vorgesehen. Das Ausgangssignal des Kontrollsensors 86 wird über die Signalleitung 88 zum Summier- bzw. Subtrahierglied 78 rückgeführt, so daß auch die Lage eines Stellgliedes im Druckgeber, wie z. B. einer Tauchspule oder eines Kolbenschiebers, ge sondert geregelt wird.In order to simultaneously suppress system-related errors of the pressure transmitter 20 as much as possible, a control sensor 86 is provided for detecting the actual reaction of the actuating device 22 . The output signal of the control sensor 86 is fed back via the signal line 88 to the summing or subtracting element 78 , so that the position of an actuator in the pressure transmitter, such as, for. B. a moving coil or a spool valve is regulated separately.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß mit der Prinzipschaltung gemäß Fig. 1 für jedes Aus gangssignalpaar des Weg- und Winkelmeßsystems 56 ein Steuerdruck PST erzeugbar ist, der über die Drehdurch führung 19 auf den Stellmotor im Schneidmeißelhalter 2 einwirkt und einen entsprechenden, gewünschten Aus schlag der Schneide 12 hervorruft. Aufgrund des klein gehaltenen Druckfluidvolumens, das der Druckvariation unterliegt in Verbindung mit der Speisung des Druckge bers mittels des Hydraulikkreises 30 ergibt sich ein extrem gutes Ansprechverhalten des Stellmotors bzw. des Stellgliedes, so daß es den Signalen eines Weg- und Winkelmeßsystems mit hoher Auflösung folgen kann. Es können somit im wesentlichen zylindrische Werkstückflä chen bearbeitet werden, deren Unrundheit sich in axi aler Richtung ändern kann.From the above description it can be seen that with the basic circuit shown in FIG. 1 for each pair of output signals from the position and angle measuring system 56 a control pressure PST can be generated, which acts on the rotary guide 19 on the servomotor in the cutting tool holder 2 and a corresponding, desired off blow of the cutting edge 12 causes. Due to the small volume of pressurized fluid, which is subject to the pressure variation in connection with the supply of the Druckge bers by means of the hydraulic circuit 30 , there is an extremely good response behavior of the servomotor or the actuator, so that it can follow the signals of a displacement and angle measuring system with high resolution . It can be machined essentially cylindrical workpiece surfaces whose out-of-roundness can change in the axial direction.

In Fig. 3 ist eine Variante des Druckgebers 20 darge stellt und mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet. Anson sten sind diejenigen Teile, die den Komponenten der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, mit identi schen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Druckgeber 120 ist in dieser Ausführungsform als 4/3-Servoventil aus gebildet, das einen Anschluß für die Pumpenleitung 36, einen ersten Ausgangsanschluß für die Steuerdrucklei tung 121, einen zweiten Anschluß 124 und einen Tankan schluß 126 aufweist. Mit 128 ist eine Steuerspule be zeichnet, die an die Signalleitung 58 angeschlossen ist und eine Verschiebung des Kolbenschiebers des Servoven tils bewirkt. Mit diesem Ventil läßt sich die Stellge schwindigkeit in Abhängigkeit von der Größe des Signals in der Signalleitung 58 verändern, wenn das Stellglied zwei entgegengesetzt wirkende Stelldruckkammern auf weist. In Fig. 3 a variant of the pressure sensor 20 is Darge and designated by the reference numeral 120 . Otherwise, those parts which correspond to the components of the embodiment according to FIG. 1 are identified by identical reference numerals. The pressure sensor 120 is formed in this embodiment as a 4/3-way servo valve, which has a connection for the pump line 36 , a first output connection for the Steuerdrucklei device 121 , a second connection 124 and a tank connection 126 . With 128 , a control coil is characterized, which is connected to the signal line 58 and causes a displacement of the spool of the servoven valve. With this valve, the Stellge speed can change depending on the size of the signal in the signal line 58 when the actuator has two oppositely acting signal pressure chambers.

In Fig. 4 ist eine weitere Variante des Druckgebers gezeigt. In diesem Fall ist er als Druckregelventil 220 ausgebildet, das über eine elektrische Ansteuerung (Si gnalleitung 58) den Ausgangsdruck in der Steuerdruck leitung 221 variiert. Der Ausgangsdruck PST wirkt über eine Steuerleitung 222 auf eine Kolbenfläche, die einer einstellbaren Regelkraft entgegen wirkt. Die einstell bare Regelkraft wird mit Hilfe einer Tauchspule 228 er zeugt, die an die Signalleitung 58 angeschlossen ist. Ansonsten entspricht die Steueranordnung derjenigen ge mäß Fig. 1, was durch identische Bezugszeichen ver deutlicht wird.In Fig. 4 shows a further variant of the pressure transducer is shown. In this case, it is designed as a pressure control valve 220 , which varies the output pressure in the control pressure line 221 via an electrical control (signal line 58 ). The output pressure PST acts via a control line 222 on a piston surface which counteracts an adjustable control force. The adjustable regulating force is generated using a plunger 228 , which is connected to the signal line 58 . Otherwise, the control arrangement corresponds to that of FIG. 1, which is illustrated by identical reference numerals.

Wenn der Steuerdruck PST den durch das Signal in 58 vorgegebenen Wert erreicht hat, verschiebt sich der Kolben des Ventils und verringert und sperrt schließ lich den Durchfluß von der Pumpenleitung 36 zur Steuer druckleitung 221. Jedem Signalpegel in der Signallei tung 58 ist ein vorbestimmter Steuerdruck PST zugeord net.When the control pressure PST has reached the predetermined value by the signal in 58, the piston of the valve and reduces shifts and locks closing Lich the flow from the pump line 36 to the control pressure line 221st A predetermined control pressure PST is assigned to each signal level in the signal line 58 .

In den Fig. 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbei spiel der Vorrichtung gezeigt, das in stark schemati sierter Darstellung wiedergegeben ist. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf die Umsetzung der Signale in einem modifizierten Druckgeber 320, der wiederum in ei nen Hydraulikkreis integriert ist und eine Drehdurch führung 19 mit Hydraulik-Druckfluid beaufschlagt. Das Weg- und Winkelmeßsystem , der Rechner und die Signal verarbeitungseinheit sind zur Vereinfachung nicht dar gestellt.In FIGS. 5 and 6 the apparatus is shown a second Ausführungsbei game, which is played back in strong schemati lized representation. The description is limited to the implementation of the signals in a modified pressure transmitter 320 , which in turn is integrated in a hydraulic circuit and acts on a rotary guide 19 with hydraulic pressure fluid. The path and angle measuring system, the computer and the signal processing unit are not shown for simplification.

Bei dieser Ausführungsform bildet der Druckgeber ein elektrisch angesteuertes Überströmventil, das elektri sche Steuersignale über eine Signalleitung 322 emp fängt, die an eine nicht dargestellte Signalverarbei tungseinheit angekoppelt ist. Mit 326 ist eine Druck fluidquelle bezeichnet, die eine gedrosselte Versor gungsleitung 328 mit Hydraulikfluid speist. Im Über strömventil 320 erfolgt eine Druckminderung des Versor gungsdruckes P_V auf den von der Steuerdruckleitung 321 geführten Steuerdruck P_ST in Abhängigkeit von der Be aufschlagung eines Plungerkolbens 330. Dieser definiert mit seiner einen Stirnseite 335 eine Steuerdruckkammer 352 und ragt mit seinem anderen Ende aus dem Gehäuse 338. Zwischen einem Kolbenbund 332 und dem Gehäuse 338 ist eine Druckfeder 336 vorgesehen, die den Plungerkol ben 330 gemäß Fig. 5 nach links bewegen will. Dieser Federkraft wirkt die Kraft einer Spule 334 entgegen, die mittels der elektrischen Signale in der Leitung veränderbar ist. Die Relativlage des Plungerkolbens 330 bezüglich der offenen Stirnseite eines in das Gehäuse 338 eingesetzten Leitungsröhrchens 340, das einen An schluß zum Tank hat, ist somit stufenlos veränderbar.In this embodiment, the pressure transmitter forms an electrically controlled overflow valve which receives electrical control signals via a signal line 322 , which is coupled to a signal processing unit (not shown). With 326 a pressure fluid source is designated, which feeds a throttled supply line 328 with hydraulic fluid. In the overflow valve 320 , the supply pressure P _{V is} reduced to the control pressure P _{ST carried} by the control pressure line 321 as a function of the loading of a plunger 330 . This defines with its one end 335 a control pressure chamber 352 and protrudes with its other end out of the housing 338 . Between a piston collar 332 and the housing 338 , a compression spring 336 is provided which wants to move the plunger ben 330 according to FIG. 5 to the left. This spring force is counteracted by the force of a coil 334 , which can be changed by means of the electrical signals in the line. The relative position of the plunger 330 with respect to the open end of a line tube 340 inserted into the housing 338 , which has a connection to the tank, is thus infinitely variable.

Die Steuerdruckkammer 352 wird über eine Vordrossel 350 mit Druckfluid gespeist, so daß bei geeigneter Abstim mung der geometrischen Verhältnisse eine annähernde Li nearität zwischen der Stellung des Plungerkolbens 330 gegenüber dem Röhrchen 340 , das mit dem Plungerkolben eine weitere, veränderliche Drossel ausbildet, und dem Druck in der Steuerdruckkammer 352 gegeben ist. Somit kann der Druck P_ST durch Variation der Signalpegel in der Leitung 322 schnell verändert werden. Die Rückfüh rung des gesteuerten Drucks erfolgt über die Stirnflä che 335, so daß der Plungerkolben Stellglied und zu gleich Meßglied ist.The control pressure chamber 352 is fed via a pre-throttle 350 with pressurized fluid, so that with a suitable adjustment of the geometric conditions, an approximate linearity between the position of the plunger 330 relative to the tube 340 , which forms a further variable throttle with the plunger, and the pressure is given in the control pressure chamber 352 . Thus, the pressure P _ST can be changed quickly by varying the signal levels on line 322 . The feedback of the controlled pressure takes place via the end face 335 , so that the plunger is an actuator and the same measuring element.

Wenn sich der Plungerkolben durch Ansteigen des Steuer stroms in der Leitung 322 nach rechts verschiebt, wird der Drosselquerschnitt zwischen Stirnseite 335 und Röhrchen 340 verkleinert, so daß das Drucksignal in der zum Druckmotor führenden Leitung 321 ebenfalls an steigt.If the plunger moves to the right due to the increase in the control current in line 322 , the throttle cross section between face 335 and tube 340 is reduced, so that the pressure signal in line 321 leading to the pressure motor also increases.

In den Fig. 7 bis 9 ist ein Ausführungsbeispiel ei nes Stellmotors gezeigt, mit dem die Steuerdrucksignale verzögerungsarm in Stellwege des Schneidmeißels umge setzt werden können. Die Teile 110 und 111 bilden einen hydraulischen Bohrkopf. Das Teil 110 ist ein flaches Drehteil von kreisförmigem Querschnitt, das durch einen exzentrischen Einstich 112 im Bereich der Schnittlinie VIII-VIII in zwei Abschnitte unterteilt ist, nämlich in einen eine dünne Platte 113 und einen eine dicke Platte 114 bildenden Abschnitt, die durch einen runden exzen trisch liegenden Abschnitt 115 miteinander verbunden geblieben sind. Diese durch den Einstich im oberen Teil des Teiles 110 entstehende, relativ dünne Platte 113 besitzt etwa die Gestalt einer geschlossenen "Sichel" - vgl. Fig. 9 - und ist federnd gegenüber dem die un tere Platte 114 bildenden Abschnitt und dient gleich zeitig als bewegliche Druckabdichtung für den hier mit DM₁ bezeichneten Druckmotor, wobei der breite Teil der Sichel in bezug auf Fig. 8 rechts, der schmale Teil links liegt. Dort weist die Platte 113 ferner auf der der Platte abgewandten Seite einen zylindermantelförmi gen Fortsatz 116 auf, der koaxial zur Symmetrieachse 117 - die gleichzeitig die Rotationsachse des Bohrkopfs bildet - angeordnet und Teil des Druckmotors DM₁ ist. Das Teil 110 bildet den Träger, d. h. die starre Basis des noch zu erläuternden Druckmotors, während die Plat te 113 den Abtrieb des Druckmotors bildet.In Figs. 7 to 9, an embodiment is shown ei nes servomotor, to which the control pressure signals converted little delay in adjustment paths of the cutting bit can be set. The parts 110 and 111 form a hydraulic drill head. The part 110 is a flat turned part of circular cross section, which is divided into two sections by an eccentric recess 112 in the area of the section line VIII-VIII, namely a section forming a thin plate 113 and a section forming a thick plate 114 , which is rounded by a round plate eccentrically lying section 115 have remained connected. This relatively thin plate 113 created by the puncture in the upper part of part 110 has approximately the shape of a closed "sickle" - cf. Fig. 9 - and is resilient to the portion forming the lower plate 114 and serves at the same time as a movable pressure seal for the pressure motor designated here with DM ₁ , the wide part of the sickle with respect to Fig. 8 on the right, the narrow part on the left lies. There, the plate 113 also has on the side facing away from the plate a zylindermantelförmi gene extension 116 which is coaxial with the axis of symmetry 117 - which also forms the axis of rotation of the drill head - and is part of the pressure motor DM ₁ . The part 110 forms the carrier, ie the rigid base of the pressure motor to be explained, while the plate 113 forms the output of the pressure motor.

Das Teil 111 trägt eine zentrisch angeordnete, einen Schneidmeißel 120 aufweisende Bohrstange 121 und weist an der der Bohrstange abgewandten Seite einen ebenfalls zentrisch angeordneten, kolbenförmigen Fortsatz 123 auf, der in den zylindermantelförmigen Fortsatz 116 eingreift. Das Teil 111 ist mittels Schrauben 125 und einer Abdichtung in Form einer Rundschnurdichtung 126 zwischen den einander zugewandten Zylindermantelflächen der Fortsätze 116 und 123 fest und dicht mit dem Teil 110 verbunden. Zwischen dem kolbenförmigen Fortsatz 123 und den zylindermantelförmigen Fortsatz 116 bildet sich eine Fluidkammer 127. Die Höhe dieses Raums - bestimmt durch die unterschiedlichen Höhen von Fortsatz 116 und 123 - ist wegen der nachteiligen Wirkung der Flüssig keitskompressibilität möglichst niedrig gewählt. Die Fortsätze 116 und 123. sind Teile des Druckmotors DM₁, wobei eine dünne, elastische Platte 113 des Teils 110 mit dem Teil 111, das den Abtrieb des Druckmotors DM₁ bildet, über die Schrauben 125 starr verbunden ist.The part 111 carries a centrally arranged boring bar 121 which has a cutting bit 120 and, on the side facing away from the boring bar, has a likewise centrally arranged, piston-shaped extension 123 which engages in the cylindrical jacket-shaped extension 116 . The part 111 is firmly and tightly connected to the part 110 by means of screws 125 and a seal in the form of a round cord seal 126 between the mutually facing cylindrical jacket surfaces of the extensions 116 and 123 . A fluid chamber 127 is formed between the piston-shaped extension 123 and the cylindrical jacket-shaped extension 116 . The height of this room - determined by the different heights of extension 116 and 123 - is chosen as low as possible because of the adverse effect of the liquid compressibility. The extensions 116 and 123 . are parts of the printing motor DM ₁ , a thin, elastic plate 113 of the part 110 being rigidly connected to the part 111 , which forms the output of the printing motor DM ₁ , by means of the screws 125 .

Das Teil weist ferner nahe dem Außenrand Löcher 128 und einen Zentrierflansch 129 zum Befestigen des Bohrkopfes an einer Bohrmaschinenspindel auf. Ferner weist das Teil 110 eine zentrale Druckmittelzuführung auf, die in den flachen, scheibenförmigen Flüssigkeitsraum 127 mün det.The part also has holes 128 near the outer edge and a centering flange 129 for attaching the drill head to a drill spindle. Furthermore, the part 110 has a central pressure medium supply, which mün det in the flat, disc-shaped liquid space 127 .

Der Abtrieb des Druckmotors DM₁ bewegt sich bei Druck wechsel gegenüber der Basis. Basis und Abtrieb um schließen die Fluidkammer, welche eine mit Strömungswi derstand behaftete Fluidzuführung besitzt. Damit die Fluidkammer trotz Bewegung des Abtriebs dicht bleibt, ist eine bewegliche Abdichtung vorgesehen. Der Ab triebsweg ist der durch Druckwechsel hervorgerufenen Weg des Abtriebsschwerpunktes gegenüber der Basis.The output of the DM ₁ pressure motor moves with respect to the base when the pressure changes. Base and output to close the fluid chamber, which has a fluid supply with resistance to flow resistance. A movable seal is provided so that the fluid chamber remains tight despite the movement of the output. From the drive path is the path of the center of output against the base caused by pressure changes.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist fol gende:The operation of the arrangement described is fol gend:

Erhöht sich der Druck des Druckmittels, so wird das in den Raum 127 eintretende Fluid versuchen, ein größeres Volumen einzunehmen. Dabei wird infolge des durch den Einstich 112 geschwächten Widerstandsmoments der in be zug auf Fig. 7 rechte Teil der federnden Platte 113 stärker verformt als der linke Teil. Das Teil 111 schwenkt daher näherungsweise im Gegenuhrzeigersinn um eine in bezug auf die Achse 117 sich außermittig ein stellende Schwenkachse nahe der Ebene des Druckmotors bzw. der Druckflüssigkeitskammer, d. h. um eine zur Ach se 117 windschiefe Achse im Bereich des Druckmotors. Geht der Druck des Fluids auf den Ausgangsdruck zurück, so federt die Platte 113 in ihre Ausgangslage zurück und die Bohrstange nimmt ebenfalls ihre Ausgangslage wieder ein. Die Steifigkeit dieser Anordnung ist durch die Abmessungen ihrer Bauteile, insbesondere der fe dernden Platte 113 bestimmt.If the pressure of the pressure medium increases, the fluid entering the space 127 will attempt to take up a larger volume. As a result of the resistance moment weakened by the recess 112 , the part of the resilient plate 113 which is on the right with reference to FIG. 7 is deformed more than the left part. The part 111 therefore pivots approximately counterclockwise about a with respect to the axis 117 eccentrically a pivot axis near the plane of the pressure motor or the pressure fluid chamber, ie about an axis to the se 117 axis skewed in the area of the pressure motor. If the pressure of the fluid returns to the initial pressure, the plate 113 springs back into its initial position and the boring bar also returns to its initial position. The stiffness of this arrangement is determined by the dimensions of its components, in particular the fe derenden plate 113 .

Hierbei wird ersichtlich, daß das als Druckmotorabtrieb wirkende Teil 111 kleinere Wege macht als der längs ei ner gekrümmten Bahn bewegte Schneidmeißel 121 und daß das Fluidvolumen der Gesamtanordnung klein ist und da her die Eigenfrequenz des beschriebenen Bohrkopfes hö her als bei einer Vorrichtung mit einer Bohrstange ist, die sich bei der Schneidmeißelzustellung infolge eines Parallelfedergelenkes parallel zur Symmetrieachse 117 bewegt (DE-OS 20 34 601).It can be seen that the part 111 acting as a pressure motor output makes smaller paths than the cutting bit 121 moved along a curved path and that the fluid volume of the overall arrangement is small and since the natural frequency of the described drilling head is higher than in a device with a boring bar , which moves parallel to the axis of symmetry 117 in the cutting tool infeed due to a parallel spring joint (DE-OS 20 34 601).

Selbstverständlich kann anstelle der beschriebenen starren Verbindung der Bohrstange mit der Platte 111 die Bohrstange auch mittels eines Werkzeugwechselsy stems bekannter Bauart mit der Platte verbunden sein.Of course, instead of the described rigid connection of the boring bar to the plate 111, the boring bar can also be connected to the plate by means of a tool changing system of a known type.

Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzeu gen den im Stellglied wirksamen Druck unter Zuhilfenah me eines beispielsweise von Hand eingebbaren Programms. Es ist jedoch auch möglich, die Steuerdruckerzeugung zusätzlich oder allein durch Fehlersignale zu bewirken, die bei der Abtastung eines unmittelbar zuvor herge stellten Werkstücks und durch Vergleich der Meßwerte mit Sollwerten gewonnen werden. Generate all the embodiments described above conditions the effective pressure in the actuator with help me of a program that can be entered manually, for example. However, it is also possible to generate the control pressure additionally or solely by error signals, which when sampling one immediately before the workpiece and by comparing the measured values can be obtained with setpoints.

Als Schneidmeißelhalter können abweichend von den ge zeigten Ausführungsbeispielen auch Werkzeughalter für Drehstähle, Feinbohrköpfe und andere Bohrstangen Anwen dung finden. Die erfindungsgemäße Steuerung des Schneidmeißelhalters ist insbesondere bei Werkzeugma schinen von Vorteil, die eine Mehrachsen-CNC-Steuerung besitzen. In diesem Fall kann die Recheneinheit zur Verarbeitung der Ausgangssignale des Weg- und Winkel meßsystems herangezogen werden.As a cutting tool holder can deviate from the ge showed examples of tool holders for Turning tools, fine boring heads and other boring bars find. The control of the invention Cutting tool holder is particularly useful in toolmaking machines that have a multi-axis CNC control have. In this case, the computing unit can Processing of the output signals of the path and angle measuring system can be used.

Selbstverständlich können anstelle eines Glasmaßstabs andere Weg- und Winkelmeßvorrichtungen Anwendung fin den, die vergleichbar exakte Messungen erlauben. In diesem Zusammenhang sind elektrisch, opoelektronisch oder magnetisch arbeitende Meßsysteme zu nennen.Of course, instead of a glass scale other displacement and angle measuring devices application fin the one that allows comparably exact measurements. In in this context are electrical, opoelectronic or to call magnetic measuring systems.

Claims

1. Device for machining the surface of slightly different from the exact cylindrical shape workpieces with a Schneidmeißelhal ter, which consists of a carrier part and a hydrau licly deflectable against a spring force attached cutting holder rod, and with a Druckflüs fluid source, characterized in that Carrier part ( 6 ; 106 ) in its interior has a transverse to the cutting rod holder ( 4 ; 117 ), flat Druckflüs liquid chamber ( 127 ), which is bordered by an axially perpendicular membrane section ( 113 ) of the carrier part, which is caused by the pressure in the Druckflüs fluid chamber ( 127 ) is asymmetrically deformable with the entrainment of the cutter holder rod ( 121 ), and that in the feed line ( 10 , 21 ; 80 ; 328 , 321 ) from the Druckflüs fluid source ( 32 ) to the hydraulic fluid chamber ( 127 ) an electrically controlled servo valve ( 20 ; 120 ; 220 ; 320 ) is switched, the control d It occurs that the output pressure (PST) of the servo valve in dependence on the output signals of a displacement and angle measuring system ( 56 ; 62 to 70 ) varies.

2. Device according to claim 1, characterized in that one of the two boundary walls of the pressure liquid chamber ( 127 ) has an eccentrically arranged area with a reduced wall thickness.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier part ( 106 ) consists of a Ba sisplatte ( 110 , 114 ) and a cover plate ( 111 ) firmly connected to it.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the height of the hydraulic fluid chamber ( 127 ) is dimensioned so that the total volume of the hydraulic fluid in the hydraulic fluid chamber ( 127 ) is only slightly larger than that for deflecting the Knife holder rod ( 4 ; 121 ) necessary liquid volume.

5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the base plate ( 110 , 114 ) is circular and provided with an eccentrically circumferential stitch ( 112 ).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the servo valve is a continuously adjustable directional valve ( 20 ; 120 ).

7. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the servo valve is a Druckre gelventil ( 220 ).

8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the servo valve is an overflow valve ( 320 ) with an electrically controlled plunger ( 330 ) and with its end face ( 335 ) cooperating drainage tube ( 340 ), and that in a fixed throttle ( 350 ) is provided in the feed line ( 328 ) to the overflow valve ( 320 ).

9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the displacement and angle measuring system ( 56 ; 62 to 70 ) works digitally.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measurement signals of the displacement and angle measuring system ( 62 to 66 ) are assigned predetermined output signals which have been obtained by measuring a previously completed workpiece ( 16 ).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the servo valve ( 20 ; 120 ; 220 ; 320 ) is integrated in a control circuit in which a signal corresponding to the output of the servo valve is fed back.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the control signal corresponding to the output pressure of the servo valve is fed back via a valve arranged in front of the servo valve ( 74 , 76 ; 82 ).

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the output pressure of the servo valve ( 20 ; 120 ; 220 ) via an analog / digital converter ( 82 ) is returned to a computer ( 52 ).

14. Device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the cutting tool holder is a circumferential radial adjusting head ( 6 ).