DE4330573A1 - Drehmaschine, Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine zweite Bewegung sowie Verfahren zum Umrüsten einer Drehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine mit einer drehbaren Spindel zum Einspannen vom Werkstücken, mit mindestens einem Schlitten für Werkzeuge zum Bearbeiten der Werkstücke, und mit einer Antriebseinheit zum Verfahren des Schlittens, wobei die Antriebseinheit eine drehbare Kurvenscheibe umfaßt, an deren Umfangsprofil ein auslenkbares Element anliegt, von dem die Verfahrbewegung des Schlittens abgeleitet wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine zweite Bewegung, bei der eine drehbare Kurvenscheibe die Drehbewegung ausführt und an einem Umfangs­ profil der Kurvenscheibe ein auslenkbares Element anliegt, das die zweite Bewegung ausführt.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Umrüsten einer Drehmaschine mit einer drehbaren Spindel zum Einspannen von Werkstücken, mit mindestens einem Schlitten für Werkzeuge zum Bearbeiten der Werkstücke, und mit einer Antriebseinheit zum Verfahren des Schlittens, wobei die Antriebseinheit eine drehbare Kurvenscheibe umfaßt, an deren Umfangsprofil ein auslenkbares Element anliegt, von dem die Verfahrbewegung des Schlittens abgeleitet wird, und die Kurvenscheibe mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, auf eine numerische Steuerung für in weiten Bereichen numerisch vorgebbare Werkstückgeometrien.

Eine Drehmaschine, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der vorstehend genannten Art sind bekannt.

So sind beispielsweise Drehmaschinen bekannt, bei denen in eine Spindel eingespannte Werkstücke um eine horizontale Achse gedreht werden. In Verlängerung der Drehachse befindet sich ein Werkzeug­ revolverschlitten, dessen Revolverachse senkrecht zur Spindel­ achse steht. Durch Verdrehen des Revolvers können unterschied­ liche Werkzeuge, beispielsweise Bohrer oder Gewindeschneider, in ein Position gebracht werden, in der sie mit der Spindelachse fluchten. Durch einen Vorschub des Werkzeugrevolverschlittens können dann die ansonsten feststehenden Werkzeuge in Eingriff mit dem rotierenden Werkstück gebracht werden.

Alternativ oder zusätzlich können in radialer Ausrichtung zum rotierenden Werkstück auch Einstechwerkzeuge, insbesondere Einstechstähle an einem sogenannten Seitenschlitten angeordnet sein. Der Seitenschlitten ist in einer radialen Richtung zur Spindelachse zustellbar, so daß Ringnuten und dergleichen am Werkstück angebracht werden können.

Bei herkömmlichen Drehmaschinen, wie sie als kurvengesteuerte Drehautomaten bereits seit Jahrzehnten hergestellt werden, wird der Vorschub des Werkzeugrevolverschlittens bzw. des Seiten­ schlittens über eine geeignete Steuerkurve bewirkt. Die Steuer­ kurve ist dabei als Kurvenscheibe mit einem Umfangsprofil ausgebildet, das von Werkstück zu Werkstück bzw. von Bearbei­ tungsvorgang zu Bearbeitungsvorgang individuell auszulegen ist. Die Steuerkurve wird üblicherweise mittels eines Schnecken­ antriebes über ein Ritzel gedreht und zwar mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Ein am Umfangsprofil der Steuerkurve anliegender Kipphebel steuert seinerseits die Vorschubbewegung des Werkzeugrevolverschlittens bzw. des Seitenschlittens.

Derartige Drehmaschinen sind außerordentlich einfach im Aufbau und robust in ihrer Konstruktion, so daß sie auch heute noch in großen Stückzahlen eingesetzt und auch heute noch in dieser Form hergestellt werden.

Ein systematischer Nachteil dieser bekannten Drehmaschinen ist jedoch, daß, wie bereits erwähnt, für jedes einzelne Werkstück bzw. für jeden einzelnen Bearbeitungsvorgang eine individuelle Steuerkurve hergestellt werden muß. Das Umfangsprofil der Steuerkurve ist nämlich für den jeweiligen Vorschub bzw. die Rückzugsbewegung des Werkzeugrevolverschlittens bzw. des Seitenschlittens verantwortlich, wobei während der Rückzugs­ bewegung das jeweils nächste Werkzeug am Werkzeugrevolver­ schlitten bzw. am Seitenschlitten in Arbeitsposition gebracht wird.

Es ist daher relativ aufwendig, an der bekannten Drehmaschine ein neues Werkstück zu bearbeiten, weil zunächst die zugehörige Steuerkurve konstruiert und hergestellt werden muß. Insbesondere sind aus diesem Grunde keine schnellen Umstellungen möglich, weil für die genannte Konstruktion und Herstellung der Steuer­ kurve stets eine beträchtliche Zeit benötigt wird.

Andererseits haben sich die beschriebenen Drehmaschinen über Jahrzehnte hinweg als außerordentlich zuverlässig erwiesen, so daß an sich der Wunsch besteht, diese Drehmaschinen auch zukünftig verwenden zu können.

Ähnliche Probleme bestehen auch bei anderen Einrichtungen, die mit Steuerkurven arbeiten, um eine Drehbewegung in eine zweite Bewegung, beispielsweise ein Linearbewegung, umzusetzen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dreh­ maschine, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die genannten Nachteile vermieden werden. Insbesondere soll es mit der Erfindung möglich sein, bekannte Anlagen, insbesondere die ausführlich beschriebenen bekannten Drehmaschinen, mit einfachen Mitteln so umzurüsten, daß diese Maschinen mit numerischer Steuerung betrieben werden können und daher eine Umstellung der Drehmaschinen in kürzester Zeit und ohne die Notwendigkeit mechanischer Hilfsmittel möglich ist.

Bei einer Drehmaschine der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Umfangsprofil eine Spirale ist, und daß die Kurvenscheibe mittels einer Steuerung mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung um ihre Achse derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Bereiches ein beliebiger Abstand des Anlage­ punktes des auslenkbaren Elementes am Umfangsprofil zur Achse einstellbar ist.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Umfangsprofil eine Spirale ist, und daß die Kurvenscheibe mittels einer Steuerung mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung um ihre Achse derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Bereiches ein beliebiger Abstand des Anlage­ punktes des auslenkbaren Elementes am Umfangsprofil zur Achse einstellbar ist.

Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schließlich dadurch gelöst, daß die Antriebseinheit durch eine solche ersetzt wird, bei der das Umfangsprofil eine Spirale ist, und die Kurvenscheibe mittels einer Steuerung mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit und Drehrichtung um ihre Achse derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Bereiches ein beliebiger Abstand des Anlage­ punktes des auslenkbaren Elementes am Umfangsprofil zur Achse einstellbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Erfindung ermöglicht es nämlich, das auslenkbare Element zu jedem Zeitpunkt gerade um den Betrag auszulenken, der dem gewünschten Betriebszustand entspricht. Anstelle nämlich wie bei herkömmlichem Vorgehen die speziell konturierte Steuerkurve mit konstanter Winkelgeschwindigkeit zu drehen, sieht die Erfindung vor, die spiralige Kurvenscheibe so hin- und herzu­ drehen, daß zu einem gewünschten Zeitpunkt die gewünschte Auslenkung des Elementes bzw. der gewünschte Vorschub eines Werkzeuges erreicht wird. Mathematisch betrachtet wird daher die komplizierte Formgebung der Außenkontur herkömmlicher Kurvenscheiben durch eine entsprechende Steuerung der Winkelge­ schwindigkeit bzw. des Drehwinkels über der Zeit sowie der Drehrichtung ersetzt. Dies kann mit herkömmlichen Steuerungen, beispielsweise von Schrittmotoren, in bewährter Weise geschehen.

Insgesamt eröffnet die Erfindung damit die Möglichkeit, auch komplizierteste Bewegungsvorgänge über ein regelmäßig gestaltete spiralige Kurvenscheibe zu erzeugen, indem ein entsprechende Drehsteuerung eingesetzt wird.

Die Erfindung ermöglicht es daher in einfachster Weise, bei­ spielsweise Drehmaschinen der eingangs genannten Art umzurüsten, weil lediglich die ohnehin vorhandene Antriebseinheit, nämlich die herkömmliche Kurvenscheibe mit Schneckengetriebe und Antriebsmotor durch eine spiralige Kurvenscheibe mit Schritt­ motorantrieb ersetzt werden muß, ohne daß im übrigen irgendwelche Eingriffe in die Drehmaschine erforderlich sind. Deren gesamte mechanische Konstruktion bleibt nämlich im übrigen erhalten, so daß der Umbau auch mit sehr geringem Aufwand an Zeit und Kosten möglich ist. Die Drehmaschine ist sodann, z. B. gemäß DIN 66025, programmierbar wie eine übliche moderne CNC-Maschine.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Spirale eine archimedische Spirale.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Abhängigkeit des Abstandes der Punkte auf dem Umfangsprofil von der Drehachse über den Drehwinkel linear ist, so daß dieser Abstand mathe­ matisch in besonders einfacher Weise zugeordnet werden kann. Es versteht sich jedoch, daß mit entsprechend höherem Aufwand auch andere Spiralen einsetzbar sind, wobei unter "Spirale" jedwedes Umfangsprofil zu verstehen ist, bei dem innerhalb eines vorgegebenen Bereiches zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert alle Zwischenpunkte einmal vorhanden sind.

Bei der Erfindung ist weiterhin bevorzugt, wenn die Kurvenscheibe mittels eines Schrittmotors gedreht wird, insbesondere über einen Zahnriemenantrieb.

Auf diese Weise ergibt sich eine äußerst einfache Konstruktion mit bewährten Elementen, wobei die Steuerkomponenten als handels­ übliche Bauelemente zur Verfügung stehen.

Es ist ferner bevorzugt, wenn das auslenkbare Element ein Kipphebel ist.

Auch diese Konstruktion ist bewährt und ermöglicht eine einfache Umsetzung der Drehbewegung der Kurvenscheibe in eine andere gewünschte Bewegung, beispielsweise eine Vorschubbewegung.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung mit besonderem Vorteil bei herkömmlichen Drehmaschinen einsetzbar ist, die mit einem Werkzeugrevolverschlitten und/oder einem Seiten­ schlitten versehen sind.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmalen nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, stark vereinfacht, einer her­ kömmlichen Drehmaschine mit Werkzeugrevolverschlitten und Seitenschlitten, nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab eine Detailansicht der Drehmaschine gemäß Fig. 1, nämlich auf die dort verwendete Kurvenscheibe, ebenfalls nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine Ansicht, ähnlich Fig. 2, jedoch einer Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Drehmaschine nach dem Stand der Technik, nämlich ein kurvengesteuerter Drehautomat. Die Drehmaschine 10 steht mit einem Maschinengestell 11 auf einem Fundament 12. Seitlich sind ein Antriebsmotor 13 sowie ein Schaltkasten 14 zu erkennen. Ein Maschinentisch ist mit 15 bezeichnet. Eine Abdeckung 16 ist nur äußerst schematisiert angedeutet. Sie dient der Abdeckung des Maschinentisches 15 im Betrieb der Drehmaschine 10.

Auf dem Maschinentisch 15 befindet sich in Fig. 1 links eine Spindel 20 mit horizontaler Achse 21. Die Spindel 20 weist ein Futter 22 auf, in das ein Werkstück 23 eingespannt ist. Das Werkstück 23 dreht sich somit um die horizontale Achse 21, wie mit einem Pfeil 24 angedeutet.

In Fig. 1 rechts von der Spindel 20 ist auf dem Maschinentisch 15 ein Werkzeugrevolverschlitten 30 zu erkennen. Wie mit einem Pfeil 31 angedeutet, kann der Werkzeugrevolverschlitten 20 in einer Vorschubbewegung parallel zur Achse 21 der Spindel 20 bewegt werden.

An dem in Fig. 1 linken Ende des Werkzeugrevolverschlittens 30 ist ein Revolver 32 zu erkennen, der um eine ebenfalls horizontale Achse 33 drehbar ist. Die Achse 33 steht senkrecht auf der Spindelachse 21 bzw. der Vorschubachse des Werkzeugre­ volverschlittens 30.

Der Revolver 32 ist an seinem Umfang mit Werkzeugen 34, bei­ spielsweise Bohrern, bestückt. Diese Werkzeuge 34 sind einzeln einsetzbar und werden je beabsichtigtem Bearbeitungsvorgang und Werkstück 23 vor Beginn eines Bearbeitungszyklus ausgewählt und am Revolver 32 montiert.

Jeweils eines der Werkzeuge, in Fig. 1 das Werkzeug 34, wird durch Drehung des Revolvers 32 so ausgerichtet, daß es mit der Spindelachse 21 fluchtet. Durch Vorschieben des Werkzeugre­ volverschlittens 30 in Richtung des Pfeils 31 kann das ansonsten arretierte Werkzeug 34 nun in Eingriff mit dem rotierenden Werkstück 23 gebracht werden, beispielsweise um eine zentrale Bohrung dort anzubringen oder ein Gewinde zu schneiden.

In Fig. 1 ist hinter der Spindel 20 noch ein sogenannter Seitenschlitten 40 zu erkennen. Der Seitenschlitten 40 ist mit einem oder mehreren Einstechstählen 41 versehen. Die Einstech­ stähle 41 sind in radialer Richtung relativ zur Spindelachse 21 vorschiebbar, wie mit einem Pfeil 42 angedeutet. Die Einstech­ stähle 41 können auf diese Weise Einstiche, Ringnuten und dergleichen im rotierenden Werkstück 23 anbringen.

Zur Betätigung des Werkzeugrevolverschlittens 30 bzw. des Seitenschlittens 40 sind mechanische Antriebseinheiten vor­ gesehen.

Eine erste Antriebseinheit 50, die zur Betätigung des Werkzeugre­ volverschlittens 30 dient, ist in Fig. 1 rechts zu erkennen. Die erste Antriebseinheit 50 weist eine Antriebswelle 51 auf, die von einem nicht dargestellten Motor mit konstanter Winkel­ geschwindigkeit angetrieben wird. Die Antriebswelle 51 trägt ein Schneckenrad 52, das mit einem Ritzel 53 kämmt.

Das Ritzel 53 ist drehstarr mit einer sogenannten Revolverkurve 54 verbunden. Hierunter versteht man eine Steuerkurve bzw. eine Kurvenscheibe mit vorgegebenem Umfangsprofil 55. Am Umfangsprofil 55 liegt ein Kipphebel 56 an, der seinerseits um ein Achse 57 verschwenkbar ist. Von der Bewegung des Kipphebels 56 ist die Vorschubbewegung des Werkzeugrevolverschlittens 30 abgeleitet, wie in Fig. 1 nicht im einzelnen dargestellt ist.

Durch einen Pfeil 58 ist angedeutet, daß sich die Revolverkurve 54 bei Rotation der Antriebswelle 51 dreht. Bei der in Fig. 1 dargestellten Drehmaschine 10 entsprechend dem Stand der Technik dreht sich die Revolverkurve 54 mit konstanter Winkel­ geschwindigkeit.

Links neben der ersten Antriebseinheit 50 ist noch eine zweite Antriebseinheit 60 zu erkennen, die zur Betätigung des Seiten­ schlittens 40 dient.

Die zweite Antriebseinheit 60 weist eine Antriebswelle 61 auf, die in Antriebsverbindung mit einer Welle 62 gebracht werden kann. Die Welle 62 trägt sogenannte Seitenschlittenkurven 63, d. h. wiederum Kurvenscheiben mit einem vorbestimmten Umfangs­ profil.

Mit einem Pfeil 64 ist angedeutet, daß die Antriebswelle 61 und damit auch die Welle 62 sich um ihre Längsachse drehen. Diese Drehung erfolgt wiederum mit konstanter Winkelgeschwindig­ keit.

Von den Seitenschlittenkurven 63 wird ebenfalls die Bewegung des Seitenschlittens 40 abgeleitet, wie dies bereits anhand der ersten Antriebseinheit 50 erläutert wurde. Die hierzu erforderlichen Elemente sind in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht im einzelnen dargestellt.

Fig. 2 zeigt eine Revolverkurve 54 etwa in Originalgröße, d. h. in gegenüber Fig. 1 stark vergrößertem Maßstab. Man erkennt, daß das Umfangsprofil sich in unterschiedliche Bereiche aufteilt, nämlich in erste Bereiche 55a und 55c mit bei Drehung zunehmender radialer Komponente sowie in zweite Bereiche 55b und 55d mit bei Drehung stark abnehmender radialer Komponente. Die ersten Bereiche 55a und 55c dienen dabei der Einstellung des Vorschubes. Es ist nämlich leicht einzusehen, daß der Kipphebel 56 langsam verdreht wird, wenn er, wie in Fig. 2 dargestellt, auf dem Bereich 55a abläuft. Diese langsame Verschwenkbewegung des Kipphebels 56 kann in eine ebenso gezielte Vorschubbewegung (linear oder progressiv) des Werkzeugrevolverschlittens 30 umgesetzt werden. Wenn der Bereich (55a) dabei flacher verläuft, so entspricht dies einem langsamen Vorschub. Verläuft er hingegen steiler (55c), so kann dies beispielsweise einen Schnellgang realisieren.

Die Bereiche 55b und 55d entsprechen einer schnellen Rückzugs­ bewegung des Werkzeugrevolverschlittens 30. Während dieser Rückzugsbewegung wird gleichzeitig der Revolver 32 um einen Winkelschritt gedreht, so daß das nächste Werkzeug in seine Arbeitsstellung gebracht wird. Der Betrag des Rückzuges hängt dabei von der Länge des Werkzeuges und dem am Ende des vorausge­ gangenen Bearbeitungsschrittes eingenommenen Abstand vom rotierenden Werkstück 23 ab.

Es liegt auf der Hand, daß die in Fig. 2 dargestellte Revolver­ kurve 54 äußerst kompliziert in ihrer Formgebung ist. Zu ihrer Berechnung und Herstellung bedarf es daher eines erheblichen Aufwandes hinsichtlich Schwierigkeit, Zeitdauer und Kosten.

Fig. 3 zeigt demgegenüber den Kern der vorliegenden Erfindung.

Man erkennt eine Steuerkurve 70, deren Umfangsprofil 71 die Form einer Spirale, insbesondere einer archimedischen Spirale hat. Unter einer archimedischen Spirale versteht man bekanntliche eine solche, bei der - in Polarkoordinaten ausgedrückt - der Radius linear mit dem Winkel zunimmt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Umfangsprofil 71 in dieser Weise gestaltet. Das Umfangs­ profil 71 deckt nämlich einen Bereich zwischen einem minimalen Radius R_min und einem maximalen Radius R_max, jeweils bezogen auf eine Achse 72, ab. Die dazwischenliegenden Radien R nehmen daher linear mit einem gedachten Drehwindel zu.

Wie mit einem Doppelpfeil 73 an der Achse 72 bezeichnet, ist die Steuerkurve 70 im Gegensatz zu herkömmlichen Revolverkurven (vgl. 54 in Fig. 2) in beiden Richtungen drehbar.

Hierzu dient ein erstes Riemenrad 74, das koaxial zur Achse 72 angeordnet und drehstarr mit der Steuerkurve 70 verbunden ist.

Über einen Zahnriemen 75 wird das erste Riemenrad 74 mittels eines zweiten Riemenrades 76 angetrieben. Das zweite Riemenrad 76 sitzt auf einer Achse 77 eines in Fig. 3 nur äußerst schema­ tisch angedeuteten Schrittmotors 90. Auch hier ist mit einem Doppelpfeil 78 die Verdrehbarkeit in beiden Drehrichtungen angedeutet.

Eine Schrittmotorsteuerung 79 steuert den Schrittmotor 90, wie mit einem Datenpfeil 80 angedeutet. Über Eingangsgrößen 81 ist die Art der Steuerung vorgebbar.

Wenn die Steuerkurve 70, wie beschrieben, in vorbestimmter Weise in der einen oder in der anderen Richtung gedreht wird, so wandert der Anlagepunkt 83 des Kipphebels 56 am Umfangsprofil 71 in der einen oder in der anderen Richtung, wie mit Pfeilen 82 in Fig. 3 angedeutet.

Dies bedeutet, daß durch geeignete Einstellung des Drehwinkels ϕ bzw. der Winkelgeschwindigkeit ω jeder beliebige Abstand R im Bereich R_max-R_min zu praktisch jedem beliebigen Zeitpunkt eingestellt werden kann, wenn man die Schrittmotorsteuerung 79 entsprechend programmiert.

Fig. 4 zeigt hierzu nochmals den wesentlichen Unterschied zu herkömmlichen Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2. In Fig. 4 ist nämlich über der Zeit t der Drehwinkel ϕ aufgetragen.

Der Verlauf 95 entspricht dem Stand der Technik gemäß den Fig. 1 und 2. Man erkennt, daß der Winkel ϕ sich linear über der Zeit t ändert. Dies entspricht der konstanten Winkelgeschwindig­ keit ω.

Mit 96 ist hingegen ein Verlauf entsprechend der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Man erkennt dort linear oder im wesent­ lichen linear ansteigende Abschnitte, die je nach Steigung einem langsamen Vorschub oder einem Schnellgang entsprechen. Dabei kann die Vorschubgeschwindigkeit auch nichtlinear, beispielsweise degressiv, eingestellt werden, indem man einfach die Steigungen ebenfalls nichtlinear vorgibt. Eine Veränderung der Winkel­ geschwindigkeit führt nämlich zu einer Veränderung des Vor­ schubes.

Die zwischen den linearen Bereichen liegenden Rücksprungbereiche entsprechen wiederum den Zeiträumen zwischen zwei Bearbeitungs­ schritten, bei denen die Schlitten kurzzeitig zurückgezogen werden, um das nächste Werkzeug in seine Arbeitsstellung zu bringen.

Aus dem Vorstehenden folgt, daß im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen, bei denen der Bewegungsablauf durch die Formgebung der Steuerkurve jeweils individuell festgelegt werden mußte, nur noch eine einzige Steuerkurve, nämlich eine Spirale, vorzugsweise eine archimedische Spirale, vorzusehen ist. Diese Steuerkurve kann für alle Bearbeitungsvorgänge eingesetzt werden.

Die Adaption an individuelle Bearbeitungsvorgänge geschieht erfindungsgemäß ausschließlich über eine externe CNC-Steuerung, nämlich die Schrittmotorsteuerung 79 in Fig. 3. Diese Steuerung setzt ein CNC-Programm, z. B. gemäß DIN 66025, nämlich die Vorschübe und Wege der Schlitten, in ein Winkel- oder Winkelge­ schwindigkeitsprofil für die spiralige Kurvenscheibe um.

Hieraus wiederum folgt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für andere Steueraufgaben einsetzbar ist, bei denen es darum geht, Drehbewegungen in sonstige Bewegungen, insbesondere Linearbewegungen, umzusetzen. Beispiele derartiger Anwendungs­ fälle sind zum Beispiel Nockensteuerungen, bei denen das Nockenprofil bei herkömmlichen Vorrichtungen so individuell festgelegt wird, daß sich beispielsweise ein bestimmter Öffnungs- bzw. Schließverlauf für ein vom Nocken betätigtes Ventil ergibt. Auch hier könnte man statt eines individuell mechanisch zu fertigenden Nockens eine spiralige Kurvenscheibe verwenden, die dann über eine entsprechende Steuerung gemäß dem gewünschten Öffnungs- oder Schließverlauf betätigt wird.

Aus Fig. 3 folgt schließlich, daß die Erfindung nur eine sehr begrenzte Anzahl von Elementen betrifft, nämlich gerade die jeweilige Steuerkurve mit zugehörigem Antrieb pro Schlitten.

Um daher herkömmliche Drehmaschinen nach Art der Drehmaschine 10 gemäß Fig. 1 erfindungsgemäß umzurüsten, ist es lediglich erforderlich, die dort eingezeichneten Antriebseinheiten 50 und 60 durch Antriebseinheiten 50′ und 60′ zu ersetzen, die nach Art der Fig. 3 ausgestaltet sind. Dies ist mit sehr geringem Aufwand an Komponenten, Zeit und damit Kosten möglich, auch bei bereits im Einsatz befindlichen Maschinen. Für den Benutzer der Drehmaschine entfällt damit das Erfordernis, für jedes einzelne Werkstück eine individuelle Steuerkurve herstellen zu müssen. Der Betreiber der Drehmaschine kann vielmehr den gewünschten Bearbeitungsvorgang in der Steuerung durch geeignete Programmierung vorgeben. Dies kann im Rahmen einer integrierten, computergesteuerten Fertigung (CIM) geschehen, insbesondere dann, wenn das erforderliche Bearbeitungsprogramm bereits mit der Konstruktion des Werkstücks festgelegt wird. Dann kann in einem Arbeitsgang das Werkstück konstruiert, die erforderlichen Werkzeuge und Bearbeitungsschritte definiert, die Bearbeitungs­ zeiten bestimmt, die Kosten festgestellt und schließlich auch das Steuerprogramm für die Schrittmotorsteuerung zum Zwecke der vorliegenden Erfindung definiert werden. Außerdem können Geometrien von Werkstücken direkt aus einer CAD-Anlage übernommen werden.

Claims (16)

1. Drehmaschine mit einer drehbaren Spindel (20) zum Einspannen von Werkstücken (23), mit mindestens einem Schlitten (30, 40) für Werkzeuge (34, 41) zum Bearbeiten der Werkstücke (23), und mit einer Antriebseinheit (50, 60) zum Verfahren des Schlittens (30, 40), wobei die Antriebseinheit (50, 60) eine drehbare Kurvenscheibe (54, 63, 70) umfaßt, an deren Umfangsprofil (55, 71) ein auslenkbares Element anliegt, von dem die Verfahrbewegung des Schlittens (30, 40) abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Umfangsprofil (71) eine Spirale ist, und daß die Kurven­ scheibe (70) mittels einer Steuerung (79) mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit (ω) und Drehrichtung (73) um ihre Achse (72) derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgeb­ baren Bereiches (R_min, R_max) ein beliebiger Abstand (R) des Anlagepunktes (83) des auslenkbaren Elementes am Umfangs­ profil (71) zur Achse (72) einstellbar ist.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale eine archimedische Spirale ist.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (70) mittels eines Schrittmotors (90) gedreht wird.

4. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element ein Kipphebel (56) ist.

5. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (50′, 60′) zum Verschieben eines Werkzeugrevolterschlittens (30) dient.

6. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (50′, 60′) zum Verschieben eines Seitenschlittens (40) dient.

7. Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine zweite Bewegung, bei der ein drehbare Kurvenscheibe (54, 63, 70) die Drehbewegung ausführt und an einem Umfangsprofil (55, 71) der Kurvenscheibe (54, 63, 70) ein auslenkbares Element anliegt, das die zweite Bewegung ausführt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umfangsprofil (71) eine Spirale ist, und daß die Kurvenscheibe (70) mittels einer Steuerung (79) mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit (ω) und Drehrichtung (73) um ihre Achse (72) derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Bereiches (R_min, R_max) ein beliebiger Abstand (R) des Anlagepunktes (83) des aus­ lenkbaren Elementes am Umfangsprofil (71) zur Achse (72) einstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale eine archimedische Spirale ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (70) mittels eines Schrittmotors (90) gedreht wird.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element ein Kipphebel (56) ist.

11. Verfahren zum Umrüsten einer Drehmaschine mit einer drehbaren Spindel (20) zum Einspannen von Werkstücken (23), mit mindestens einem Schlitten (30, 40) für Werkzeuge (34, 41) zum Bearbeiten der Werkstücke (23), und mit einer Antriebseinheit (50, 60) zum Verfahren des Schlittens (30, 40), wobei die Antriebseinheit (50, 60) eine drehbare Kurvenscheibe (54, 63, 70) umfaßt, an deren Umfangsprofil (55, 71) ein auslenkbares Element anliegt, von dem die Verfahrbewegung des Schlittens (30, 40) abgelenkt wird, und die Kurvenscheibe (54, 63, 70) mit konstanter Winkelge­ schwindigkeit (ω) gedreht wird, auf eine numerische Steuerung für in weiten Bereichen numerisch vorgebbare Werkstückgeometrien, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (50, 60) durch eine solche (50′, 60′) ersetzt wird, bei der das Umfangsprofil (71) eine Spirale ist, und die Kurvenscheibe (70) mittels einer Steuerung (79) mit vorgegebener Winkelgeschwindigkeit (ω) in Drehrich­ tung (73) um ihre Achse (72) derart drehbar ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Bereiches (R_min, R_max) ein beliebiger Abstand (R) des Anlagepunktes (83) des aus­ lenkbaren Elementes am Umfangsprofil (71) zur Achse (72) einstellbar ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale eine archimedische Spirale ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (70) mittels eines Schrittmotors (90) gedreht wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das auslenkbare Element ein Kipphebel (56) ist.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (50′, 60′) zum Verschieben eines Werkzeugrevolverschlittens (30) dient.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (50′, 60′) zum Verschieben eines Seitenschlittens (40) dient.