DE7118485U

DE7118485U - Plandreh- bzw. ausbohrkopf mit numerischer steuerung

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Publication number: DE7118485U
Application number: DE7118485U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-05-12
Filing date: 1971-05-12
Publication date: 1977-06-08

Description

IUIEIIiSTAHL AG Kassel, den 7. Mai 1971

Maschinenbau TSRP/Fr/U

Plandreh- bzw. Ausbohrkopf mit nurjerischer Steuerung

Die Erfindung betrifft einen Plandreh- bzw. Ausbohrkopf mit numerischer Steuerung des Planschiebers zur Erzeugung radialer Werkzeugbewegungen mit bekannten, von der Schnittkraft belasteten Übertragungselementen wie Zahnstange-Zahnrad-Zahnstange, Spindel-Kegelradgetriebe-Wälzschraubgetriebe, Keilzahnstange-Keilzahnstange oder hydraulischen Elementen wie Schubkolben und Kolbenstange.

Ilit derartigen Plandreh- bzw. Ausbohrköpfen lassen sich unter Verwendung einfacher Werkzeuge komplizierte Bohrungen, wie z.B. mehrfach abgesetzte Bohrungen vorteilhaft bearbeiten. Das Werkzeug vollführt dabei Bewegungen in zwei Achsen. Die eine Achse ist durch die Axialbewegung des Plandrehkopfes gegeben, wenn er auf einer Pinole oder einen Schlitten befestigt ist. Die zweite Achse ergibt sich durch die Ilrdialbewcgung de. Planschiebers, der die Werkzeugspitze auf unterschiedliche Durchmesser gelangen läßt. Hierbei rauß die Radialbewegung möglichst genau und unempfindlich gegenüber Störkräften wie z.D, Vorschubkräften von einem festen System in ein drehendes System eingeleitet werden, wobei die jeweilige Stellung der Werkzeugspitze exakt bestimmbar sein soll.

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D: i bekannten Plandrehkopfen werden die für die numerische Steuerung erforderlichen ileüwandier außerhalb des Planschiebers bzw. des sich drehenden Systems im Boreich det< Plans chi eberantriebes angeordnet. Dabei ist jedoch nachteilig, daß d⁴.e Fehler der zwischen iJcßstelle und Planschieber liegenden Vorschubeinrichtungen in das Bearbeitungsergebnis eingehen. Um diesen Nachteil zu vermeiden werden Meßwandler auch bereits innerhalb des Plandrehkopfes eingebaut und unmittelbar vom Planschieber angetrieben. Hierbei sind jedoch Schleifringe oder Drehübertrager erforderlich, die möglicherweise die Meßsignale verfälschen können. Außerdem bereitet es Schwierigkeiten, besonders bei kleineren Plandrehkopfen, die relativ großen Meßwandler im rotierenden Plandrehkopf unterzubringen. Auch ist es schwierig, die empfindlichen ließwaixdler wirksam Vor Spänen und Kühlflüssigkeit zu schützen. Dor vorgenannten Anordnung der Ueßwandler haftet zudem der grundsätzliche Mangel an, daß die Mcßwandler durch die Fliehkraft beansprucht werden, wodurch Meßfehler entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Plandreh- bzw. Ausbohrköpfen die Lage des Werkzeugs möglichst nahe am radial verschiebbaren werkzeugtragenden Planschieber zu messen und Übertragungsfehler beim Übergang vom drehenden auf das feststehende System zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die relative Verschiebung des Planschiebers im Plandreh- bzw. Ausbohrkopf zur Drehachse sich aus dem Vergleich zweier Meßscheiben ergibt, von denen die eine das umlaufende System des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes, die andere das umlaufende System plus Planschieberbewegung anzeigt, und daß alle zum Antrieb der Meßscheiben oder Meßwertgeber erforderlichen Elemente wie Meßzahnstange, Meßritzel und Meßgetriebc von der Zerspanungekraft und sonstigen Störgrößen entlastet sind.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der LriTindung besteht darin, daß ücjT rieijwertgel/esr odos* die eine dcx¹ -isSscliGibsn ciiircli ?1~ϊί? Zentrum des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes angetrieben wird und die Stellorgane für den rianschieber koaxial dazu bewegt werden. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Stellorgane für den Planschieber im Zentrum des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes liegen und Meßzahnstange und Meßritzel außerhalb des Zentrums angeordnet sind und die beiden um das Zentrum drehbaren und vor dem vorderen Querlager befindlichen Meßscheiben antreiben.

Außerdem ist es möglich, daß der Plandreh- bzw. Auüoohrkopf mit automatischem Werkzeugwechsel arbeitet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in· der Zeichnung schematisch dargestellt und werden iia folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Plandrehkopf

mit Lagerung un-i zentraler Anordnung der Meßwelle

Fig. 2 den Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch

einen Plandrehkopf mit Lagerung und Meßgetriebe sowie IJeßs ehe ibenanor dnung vor der Plandrehkopflagerung

Fig. 3 den Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch -

einen Plandrehkopf mit Lagerung und Meßgetriebe sowie Meßscheibenanordnung vor der Plandrehkopflagerung .

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 ist im feststehenden Gehäuse 1 die Spindel 5 gelagert. An der Spindel 5

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ist der Piandrehlcopf 2 befestigt. Der radial vorschiebbare Planschieber 3 wird in. dicseia Ausführu»ssbcisp±el von einem Hydraulik kolben 11 über Schubrohre 12a und 12b mit dazwischenliegender Drchlagergruppe 13 angetrieben, wobei die am Ende des Schubrohres 12b befindliche Zahnstangenverzahnung 12c mit dem im Plandrehkopf 2 gelagerten Ritzel 1*1 im Eingriff steht, welches seinerseits in die radial verlaufende Zahnstange 15 des Planschiebers 3 eingreift. Im Planschieber 3 ist eine Ueßzahnstange 20 befestigt, in die das Ileßritzel 21 eingreift. Das I-Ießritzel ist auf der Meßwelle k_y die durch die Schubrohre 12a und 12b hindurchgeführt und einerseits im Plandrehkopf 2 und andererseits im feststehenden Gehäuse gelagert. Auf der ließwelle k ist eine Meßscheibe S befestigt, au der in bekannter Weise ein feststehendes Gitter G _f eine Lichtquelle L und eine Fotozelle F angeordnet sind. Am rückwärtigen Ende der Spindel 5 ist eine Meßscheibe S₀ befestigt, zu der ebenfalls ein feststehendes

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Gitter G₀, eine Lichtquelle L₀ und eine Fotozelle F₀ angeordnet sind.

Bi i den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 2 und 3 erfolgt der Antrieb des Flanschiebers 3 durch die zentral angeordnete Zahnstange 22 über Ritzel Ik und Zahnstange 15. Die Meßwelle 23 ist hier im Plandrehkopf 2 gelagert. In Fig. 2 ist die Meßscheibe S mit einem Flansch 24 konzentrisch zu einem, im i-landrehlcopf 2 befestigten Flansch 25 gelagert. Auf dem Flansch ist die Meßscheibe S befestigt. Am Flansch 2k ist außerdem noch der Meßzahnkran- 2? befestigt, in den das Meßritzel 28 eingreift, welches a~S der licßwelle 23 befestigt ist. Zu den Meßscheiben S und S₀ sind, wie auch in Fig. 1 gezeigt, die entsprechenden feststehenden Gitter F und F₀, die Lichtquellen L und L und die Fotozellen F.und F angeordnet. Eine hierzu

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abgewandelte Anordnung der Meßscheiben zeigt Fig. 3· Hier ist die Meßscheibe S₀ auf der Spindel 5 befestigt, während die

Meßscheibe S auf der Spindel 5 drehbar gelagert ist, wobei deren Antrieb wieder über das ließritzel 2ö und das Meßzahrad 27 erfolgt.

Der Meßvorgang wird nachstehend mit den Angaben aus Fig· I näher erläutert. Gemessen wird der relative Drehwinkel des Iloßritzois 21, das mit der am Planschiebor 3 befestigten Meßzalinstange 20 im Eingriff steht, mit Hilfe von zwei Meßscheiben S und S₀. Die Meßscheibe S ist über die ließwelle k mit dein Meßritzel 21 verbunden. Die Meßscheibe S₀ ist mit der Arbeitsspindel 5 fest verbunden. Die relative Drehwinkeländerung der beiden Meßscheiben S und S zueinander entspricht dem absoluten Weg des rianschiebers 3· ^ci digital-inkremcntaler Arbeitsweise ergeben sich durch entsprechende Formung die Signale der Fotozellen F und F₀ die auf eine Relativbewegung der beiden Meßscheiben und damit auf eine Planschieber-Absolutbewegung hinweisen. Die Abtasttechnik der beiden Meßscheiben kann dem neuesten Stand der Technik angepaßt werden,wobei es möglich ist, vorwärts und rückwärts zu zählen und alle Verriegelungen vorzusehen, die mit Sicherheit gegen Fehlimpulse schützen. In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 ist das fotoelektrisch^ Abtasten der entsprechend gestalteten Meßscheiben dargestellt. Es können jedoch auch statt dessen induktive oder pneumatische Abtastsystfeine verwendet werden.

Die mit der Erfindung erzeilten Vorteile bestehen darin, daß die Bewegung des Planschiebers mit einfachen mechanischen Mitteln, unbeeinflußt durch Zerspanungs- oder sonstige Stürkräfte durch die Arbeitsspindel hindurch oder vor dem Gehäuse zur Arbeitsspindellagerung herausgeführt und dort mit Hilfe von bekannten Mitteln«fer Meßtechnik in entsprechend verwertbare Daten umgeformt wird.

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Claims

11 I I * » I » I)It RiIEINSTAIIL AG Kassel, den 7. Mai 1971 Maschinenbau TSRP/Fr/U PK 2595 Ansprüche

1. Plandreh- bzw. Ausbohrkopf mit numerischer Steuerung des Planschiebers zur Erzeugung radialer Werkzeugbewegungen mit bekannten von der Schnittkraft belasteten Übertragungselementen wie Zahnstonge-Zahnrad-Zahnstange, Spindel-Kegelradgetriebe-Walzschraubgetriebe, Keilzahnstange- Keilzahnstange oder hydraulischen Elementen wie Schubkolben, dadurch gekennzeichnet, daß die relative V- Schiebung des Planschiebers (3) im Plandreh- bwz. Ausbohrkopf zur Drehachse sich aus dem Vergleich zweier ließscheiben (S und S„) ergibt, von denen die eine das umlaufende System des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes, die andere das umlaufende System plus Planschieberbewegung anzeigt und daß alle zum Antrieb der ließscheiben oder Meßwertgeber erforderlichen Elemente wie Meßzahnstange, ließritzel und Meßgetriebe von der Zerspanungskraft und sonstigen Störgrößen entlastet sind.

2. Plandreh- bzw. Ausbohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Meßzahnstange (12c) und Meßritzel (21) so angeordnet sind, daß der Meßwertgeber oder die eine der Meßscheiben (S₁) durch das Zentrum des Plandreh- bwz. Ausbohrkopfes angetrieben wird und die* Stellorgane (ll) für den Planschieber (3) koaxial dazu bewegt werden.

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Plandreh- bzw· Ausbohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane (22) für den Planschieber im Zentrum des Plandreh- bzw. Ausbohrkopfes liegen und Meßzahnstange (2) und lleßritzel (2i) außerhalb des Zentrums angeordnet sind und die beiden um das Zentrum drehbaren und vor dem vorderen Querlager befindlichen Meßscheiben (S und S₀) antreiben.

Plandreh- bwz. Aus.. pf nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, uaß der Plandreh- oder Ausbohrkopf
mit automatischem Werkzeugwechsel arbeitet.

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