EP1518638A1 - Werkzeugmaschine mit aktiver Schallminderung - Google Patents

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EP1518638A1 EP03019903A EP03019903A EP1518638A1 EP 1518638 A1 EP1518638 A1 EP 1518638A1 EP 03019903 A EP03019903 A EP 03019903A EP 03019903 A EP03019903 A EP 03019903A EP 1518638 A1 EP1518638 A1 EP 1518638A1
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    • G10K11/17879—General system configurations using both a reference signal and an error signal
    • G10K11/17881—General system configurations using both a reference signal and an error signal the reference signal being an acoustic signal, e.g. recorded with a microphone

Definitions

  • the present invention relates to a machine tool, in particular for Machining of workpieces.
  • Such a machine tool is for example by DE 199 07 617 A1 known.
  • the known from DE 199 07 617 A1 machine tool has an im Machine frame pivotally mounted about a horizontal axis Double swivel table, whose one swivel table as a processing page and its another swivel table is provided as component side.
  • the editing and Placement pages are separated by a splash guard and can be reversed by pivoting the double swivel table. Since the Double swivel table also equipped during the processing phase is the person who performs this assembly, the processing noise in full volume of up to about 90 dB exposed.
  • the volume of the Machine tool to reduce outgoing machining noise.
  • the goal is to eliminate all processing noise in the At least partially eliminate environment of the machine tool.
  • a machine tool with at least one microphone for detecting processing noises of Machine tool, a phase shifter, which detected the amplitudes of Processing noises phase shifted by about 180 °, and at least one Speaker for outputting the phase-shifted processing noise.
  • the processing noise of the machine tool corresponding noises whose amplitudes are phase-shifted by 180 °, superimposed, whereby the processing noise by interference with the phase-shifted processing sounds largely, ideally completely, be eliminated.
  • This active noise reduction is both horizontal and used in vertical machine tools.
  • each speaker is at such a distance from the place of origin Processing noise arranged that the processing noise and the phase-shifted machining noise in the environment of the machine tool at least partially eliminated.
  • each is Speakers at such a distance to the place of origin Processing noise arranged that the processing noise and the phase-shifted machining noise at least at one Operating workstation of the machine tool, in particular on Placement workstation, at least partially eliminated.
  • these are at least a microphone and the at least one speaker in the immediate vicinity of the Place of origin of the processing noise arranged.
  • the machine tool is preferably in a processing side and a Component side, with at least one microphone and at least one Loudspeakers are arranged on the processing side.
  • that can at least one microphone on or in the headstock of a work spindle of Machine tool to be arranged.
  • the Machine tool mounted on an axis double swivel table, one swivel table as the processing side and the other swivel table as assembly side by pivoting the double swing table interchangeable are.
  • a double pivoting table (double pivoting bar) 4 is pivotally mounted about a horizontal axis 3, one of its pivoting tables 4a (in FIG Machining page 5 and the other pivot table 4 b is provided on the component side 6 .
  • the two pivoting tables 4a, 4b are mounted pivotably about a horizontal pivot axis 9 between and on two pivoting disks 8 , which are mounted laterally on the machine frame 2 about the horizontal axis 3.
  • the swivel table 4b is equipped with open front door 10 with new workpieces, which are then edited by swapping the swivel tables 4a, 4b on the tool side 5 by means of recorded in the vertical work spindle 11 tool.
  • both swiveling tables 4a, 4b are swiveled around their swivel axes 9 in the swiveling direction 12 as well as the swiveling swiveling table 4 in the swiveling direction 7 by 180.degree., Whereby the swivel tables 4a, 4b are replaced by those shown in FIG Arrangement results.
  • a fixed splash guard wall 13 (eg, a thin sheet) is fixed, which in the illustrated in Fig. 1 Schwenkendposition of the double swivel table 4, the machining and assembly sides 5, 6 from each other.
  • This splash guard wall 13 extends in a radial plane of the horizontal axis 3 between the two pivoting tables 4a, 4b and has on both sides of the horizontal axis 3 in the radially outer region in each case a wall opening 14 which is closable with a sliding door 15 .
  • the two sliding doors 15 are each to be operated alternately in one of the two pivot end positions of the double swivel table 4.
  • the swivel tables 4a, 4b are mounted on the swash plates 8 via their side walls 16 and on the vertical side walls 17 of the machine frame 2. On the two side walls 17 also loads the two-spindle work spindle 11 supporting cross member 18th
  • a microphone 20 On the machining side 5, more precisely, on the headstock of the work spindle 11, a microphone 20 is arranged, which detects the machining noise of the machine tool 1 on the machining side 5. The detected processing noises are supplied to a phase shifter 21 , which phase-shifts the amplitudes of the detected processing noises by 180 °.
  • two speakers 22 are further arranged, which deliver the phase shifter 21 supplied phase-shifted processing noise.
  • the loudspeakers 22 are arranged at such a distance from the place of origin of the processing noises, ie to the machined workpiece or to the work spindle 11, that the processing noises and the phase-shifted processing noises cancel each other out as completely as possible due to interference in the environment of the machine tool 1.
  • the microphone 20 is arranged centrally between the two speakers 22. As indicated by dashed lines in Fig. 1, the microphone 20 may be arranged on the processing side 5 alternatively or additionally also far from the place of origin of the processing noise.
  • a machine tool 1 ' with horizontal work spindle 11' is shown at the headstock - as in the vertical machine tool 1 - a microphone 20 and two speakers 22 are arranged, which deliver the phase shifter 21 supplied phase-shifted processing noise.

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Abstract

Eine Werkzeugmaschine (1) weist erfindungsgemäß mindestens ein Mikrofon (20) zum Erfassen von Bearbeitungsgeräuschen der Werkzeugmaschine (1), einen Phasenverschieber (21), der die Amplituden der erfassten Bearbeitungsgeräusche um ca. 180° phasenverschiebt, und mindestens einen Lautsprecher (22) zur Abgabe der phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche auf. Durch Interferenz mit den phasenverschobenen Bearbeitungsgeräuschen können die Bearbeitungsgeräuschen weitgehend, im Idealfall vollständig, eliminiert werden. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken.
Eine derartige Werkzeugmaschine ist beispielsweise durch die DE 199 07 617 A1 bekannt geworden.
Die aus DE 199 07 617 A1 bekannte Werkzeugmaschine hat einen im Maschinengestell um eine horizontale Achse schwenkbar gelagerten Doppelschwenktisch, dessen einer Schwenktisch als Bearbeitungsseite und dessen anderer Schwenktisch als Bestückungsseite vorgesehen ist. Die Bearbeitungs- und Bestückungsseiten sind durch eine Spritzschutzscheibe voneinander getrennt und können durch Verschwenken des Doppelschwenktisches vertauscht werden. Da der Doppelschwenktisch während der Bearbeitungsphase gleichzeitig auch bestückt wird, ist die Person, die diese Bestückung ausführt, den Bearbeitungsgeräuschen in voller Lautstärke von bis zu ca. 90 dB ausgesetzt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Lautstärke der von der Werkzeugmaschine ausgehenden Bearbeitungsgeräusche zu reduzieren. Dabei werden unter Bearbeitungsgeräuschen sowohl die beim Zerspanungsvorgang entstehenden Geräusche als auch die von beteiligten Bauteilen und -gruppen verursachten Geräusche verstanden. Ziel ist es, alle Bearbeitungsgeräusche im Umfeld der Werkzeugmaschine zumindest teilweise zu eliminieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Werkzeugmaschine mit mindestens einem Mikrofon zum Erfassen von Bearbeitungsgeräuschen der Werkzeugmaschine, einem Phasenverschieber, der die Amplituden der erfassten Bearbeitungsgeräusche um ca. 180° phasenverschiebt, und mindestens einem Lautsprecher zur Abgabe der phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche.
Erfindungsgemäß werden den Bearbeitungsgeräuschen der Werkzeugmaschine entsprechende Geräusche, deren Amplituden um 180° phasenverschoben sind, überlagert, wodurch die Bearbeitungsgeräusche durch Interferenz mit den phasenverschobenen Bearbeitungsgeräuschen weitgehend, im Idealfall vollständig, eliminiert werden. Diese aktive Schallminderung ist sowohl bei horizontalen als auch bei vertikalen Werkzeugmaschinen einsetzbar.
Vorzugsweise ist jeder Lautsprecher in solch einem Abstand zum Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche angeordnet, dass die Bearbeitungsgeräusche und die phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche im Umfeld der Werkzeugmaschine wenigstens teilweise eliminiert sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist jeder Lautsprecher in solch einem Abstand zum Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche angeordnet, dass die Bearbeitungsgeräusche und die phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche zumindest an einem Bedienungsarbeitsplatz der Werkzeugmaschine, insbesondere am Bestückungsarbeitsplatz, wenigstens teilweise eliminiert sind.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind das mindestens eine Mikrofon und der mindestens eine Lautsprecher in unmittelbarer Nähe des Entstehungsortes der Bearbeitungsgeräusche angeordnet.
Weiterhin bevorzugt ist die Werkzeugmaschine in eine Bearbeitungsseite und eine Bestückungsseite unterteilt, wobei mindestens ein Mikrofon und mindestens ein Lautsprecher auf der Bearbeitungsseite angeordnet sind. Insbesondere kann das mindestens eine Mikrofon am oder im Spindelkasten einer Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine angeordnet sein.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist die Werkzeugmaschine einen um eine Achse gelagerten Doppelschwenktisch auf, dessen einer Schwenktisch als Bearbeitungsseite und dessen anderer Schwenktisch als Bestückungsseite durch Verschwenken des Doppelschwenktisches vertauschbar sind.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigt:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße vertikale Werkzeugmaschine mit einem Doppelschwenktisch als Werkstückträger in einer Seitenansicht;
Fig. 2
die Vorderansicht der Werkzeugmaschine entsprechend II in Fig. 1 bei abgenommener Fronttür; und
Fig. 3
eine erfindungsgemäße horizontale Werkzeugmaschine mit einem Doppelschwenktisch als Werkstückträger in einer Ansicht analog zur Fig. 1.
Bei der in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichneten vertikalen Werkzeugmaschine ist im rahmenartigen Maschinengestell 2 (Fig. 2) um eine horizontale Achse 3 ein Doppelschwenktisch (Doppelschwenkbalken) 4 schwenkbar gelagert, dessen einer Schwenktisch 4a (in Fig. 1 der rechte) auf der Bearbeitungsseite 5 und dessen anderer Schwenktisch 4b auf der Bestückungsseite 6 vorgesehen ist. Durch Verschwenken (Pfeilrichtung 7) des Doppelschwenktisches 4 um die horizontale Achse 3 lassen sich die Bearbeitungs- und Bestückungsseiten der Schwenktische 4a, 4b vertauschen. Die beiden Schwenktische 4a, 4b sind zwischen und an zwei Schwenkscheiben 8, welche seitlich am Maschinengestell 2 um die horizontale Achse 3 gelagert sind, jeweils um eine horizontale Schwenkachse 9 verschwenkbar gelagert.
Der Schwenktisch 4b wird bei geöffneter Fronttür 10 mit neuen Werkstücken bestückt, die dann nach Vertauschen der Schwenktische 4a, 4b auf der Werkzeugseite 5 mittels des in der vertikalen Arbeitsspindel 11 aufgenommenen Werkzeuges bearbeitet werden. Zum Vertauschen der Schwenktische 4a, 4b werden sowohl beide Schwenktische 4a, 4b um ihre Schwenkachsen 9 in Schwenkrichtung 12 als auch der Doppelschwenktisch 4 in Schwenkrichtung 7 jeweils um 180° geschwenkt, wodurch sich mit vertauschten Schwenktischen 4a, 4b wieder die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ergibt.
Zwischen und an den beiden Schwenkscheiben 8 ist eine feststehende Spritzschutzwand 13 (z.B. ein dünnes Blech) befestigt, die in der in Fig. 1 dargestellten Schwenkendposition des Doppelschwenktisches 4 die Bearbeitungsund Bestückungsseiten 5, 6 voneinander trennt. Auf diese Weise kann während des Bearbeitens der Werkstücke auf der Bearbeitungsseite 5 ein neues Werkstück auf der Bestückungsseite aufgespannt werden, wobei das Bedienungspersonal vor spritzendem Bohrwasser oder herumfliegenden Bohrspänen etc. geschützt ist. Diese Spritzschutzwand 13 verläuft in einer Radialebene der horizontalen Achse 3 zwischen den beiden Schwenktischen 4a, 4b und weist zu beiden Seiten der horizontalen Achse 3 im radial äußeren Bereich jeweils eine Wandöffnung 14 auf, die mit einer Schiebetür 15 verschließbar ist. Indem die Schiebetür 15 radial nach innen verfahren wird, wird die Wandöffnung 14 freigegeben und ermöglicht dem Bedienungspersonal den frontalen Zugang zur Bearbeitungsseite 5 und zu dem dort befindlichen Schwenktisch. Die beiden Schiebetüren 15 sind jeweils wechselweise in einer der beiden Schwenkendstellungen des Doppelschwenktisches 4 zu bedienen.
Wie Fig. 2 weiter zeigt, sind die Schwenktische 4a, 4b über ihre Seitenwände 16 an den Schwenkscheiben 8 und diese an den vertikalen Seitenwänden 17 des Maschinengestells 2 gelagert. Auf den beiden Seitenwänden 17 lastet auch der die zweispindlige Arbeitsspindel 11 tragende Querträger 18.
Auf der Bearbeitungsseite 5, genauer gesagt, am Spindelkasten der Arbeitsspindel 11, ist ein Mikrofon 20 angeordnet, das die Bearbeitungsgeräusche der Werkzeugmaschine 1 auf der Bearbeitungsseite 5 erfasst. Die erfassten Bearbeitungsgeräusche werden einem Phasenverschieber 21 zugeführt, der die Amplituden der erfassten Bearbeitungsgeräusche um 180° phasenverschiebt. Am Spindelkasten der Arbeitsspindel 11 sind weiterhin zwei Lautsprecher 22 angeordnet, welche die vom Phasenverschieber 21 zugeführten phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche abgeben. Die Lautsprecher 22 sind in solch einem Abstand zum Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche, d.h. zum bearbeiteten Werkstück bzw. zur Arbeitsspindel 11, angeordnet, dass sich die Bearbeitungsgeräusche und die phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche durch Interferenz im Umfeld der Werkzeugmaschine 1 möglichst vollständig gegenseitig auslöschen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Mikrofon 20 mittig zwischen den beiden Lautsprechern 22 angeordnet. Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, kann das Mikrofon 20 auf der Bearbeitungsseite 5 alternativ oder zusätzlich auch fern vom Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche angeordnet sein.
In Fig. 3 ist eine Werkzeugmaschine 1' mit horizontaler Arbeitsspindel 11' gezeigt, an deren Spindelkasten - wie bei der vertikalen Werkzeugmaschine 1 - ein Mikrofon 20 und zwei Lautsprecher 22 angeordnet sind, welche die vom Phasenverschieber 21 zugeführten phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche abgeben.

Claims (9)

  1. Werkzeugmaschine (1; 1') mit mindestens einem Mikrofon (20) zum Erfassen von Bearbeitungsgeräuschen der Werkzeugmaschine (1; 1'), einem Phasenverschieber (21), der die Amplituden der erfassten Bearbeitungsgeräusche um ca. 180° phasenverschiebt, und mindestens einem Lautsprecher (22) zur Abgabe der phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche.
  2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lautsprecher (22) in solch einem Abstand zum Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche angeordnet ist, dass die Bearbeitungsgeräusche und die phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche im Umfeld der Werkzeugmaschine (1; 1') wenigstens teilweise eliminiert sind.
  3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lautsprecher (22) in solch einem Abstand zum Entstehungsort der Bearbeitungsgeräusche angeordnet ist, dass die Bearbeitungsgeräusche und die phasenverschobenen Bearbeitungsgeräusche zumindest an einem Bedienungsarbeitsplatz der Werkzeugmaschine (1) wenigstens teilweise eliminiert sind.
  4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mikrofon (20) und der mindestens eine Lautsprecher (22) in unmittelbarer Nähe des Entstehungsortes der Bearbeitungsgeräusche angeordnet sind.
  5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (1) in eine Bearbeitungsseite (5) und eine Bestückungsseite (6) unterteilt ist und dass mindestens ein Mikrofon (20) und mindestens ein Lautsprecher (22) auf der Bearbeitungsseite (5) angeordnet sind.
  6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Mikrofon (20) am oder im Spindelkasten einer Arbeitsspindel (11; 11') der Werkzeugmaschine (1; 1') angeordnet ist.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (1; 1') in eine Bearbeitungsseite (5) und eine Bestückungsseite (6) unterteilt ist und dass mindestens ein Mikrofon (20) auf der Bearbeitungsseite (5) und mindestens ein Lautsprecher (22) auf der Bestückungsseite (6) angeordnet ist.
  8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen um eine Achse (3) gelagerten Doppelschwenktisch (4), dessen einer Schwenktisch (4a) als Bearbeitungsseite (5) und dessen anderer Schwenktisch (4b) als Bestückungsseite (6) durch Verschwenken des Doppelschwenktisches (4) vertauschbar sind.
  9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine horizontal oder vertikal angeordnete Arbeitsspindel (11; 11').
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