DE102008007293B4

DE102008007293B4 - Automatic machine tool clamping head with second axis rotation inclined 45 ° relative to the first axis, and with a mechanical spindle unit interchangeable with a high speed motor spindle unit

Info

Publication number: DE102008007293B4
Application number: DE102008007293.1A
Authority: DE
Inventors: Armando Corsi
Original assignee: Breton SpA
Current assignee: Breton SpA
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2008-02-02
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-03
Also published as: DE102008007293A1

Abstract

Aufspannkopf (1) für automatische Werkzeugmaschinen, der versehen ist mit: einem ersten Träger (3), der um eine erste Achse C drehbar an einem Träger montiert ist, der entlang einem Satz aus drei kartesischen Achsen beweglich ist; einem Körper (7), der an dem Träger (3) um eine zweite Achse A drehbar montiert ist, die gegenüber der ersten Achse C um 45° geneigt ist; einer austauschbaren Spindeleinheit (11), die an dem Körper (7) abnehmbar montiert ist, wobei die Rotationsachse gegenüber der zweiten Achse A um 45° geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (12) mit einem Leistungsmotor mit Drehmomentverstärker verbunden ist, die eine Bewegung mittels eines Kegelradpaares (13) auf eine zweite Welle (14) überträgt, die gegenüber der Welle (12) um 45 Grad geneigt ist und sich um die Achse A dreht, wobei die zweite Welle (14) im Endbereich ein erstes Kegelrad (15) trägt, das am Körper (7) gelagert ist und wobei ein zweites Kegelrad (16) fest mit der Spindeleinheit (11) verbunden ist und die Spindel (17) direkt zur Drehung antreibt.

An automatic machine tool clamping head (1), comprising: a first support (3) rotatably mounted about a first axis C on a support movable along a set of three Cartesian axes; a body (7) rotatably mounted on the support (3) about a second axis A inclined by 45 ° with respect to the first axis C; a replaceable spindle unit (11) detachably mounted on said body (7), said axis of rotation being inclined by 45 ° with respect to said second axis A, characterized in that a shaft (12) is connected to a power motor with torque amplifier which transmits a movement by means of a bevel gear pair (13) to a second shaft (14) which is inclined by 45 degrees relative to the shaft (12) and rotates about the axis A, the second shaft (14) in the end region a first bevel gear ( 15) which is mounted on the body (7) and wherein a second bevel gear (16) fixedly connected to the spindle unit (11) and the spindle (17) drives directly to rotate.

Description

Die vorliegende Erfindung schlägt einen Aufspannkopf für automatische Werkzeugmaschinen vor, der einen ersten Träger umfasst, der um eine erste Achse C drehbar an einem Träger montiert ist, der entlang einem Satz aus drei kartesischen Achsen beweglich ist und der einen Körper umfasst, der an dem Träger um eine zweite Achse A drehbar montiert ist, die gegenüber der ersten Achse C um 45° geneigt ist und der eine austauschbare Spindeleinheit umfasst, die an dem Körper abnehmbar montiert ist, wobei die Rotationsachse gegenüber der zweiten Achse A um 45° geneigt ist.The present invention proposes an automatic machine tool clamping head comprising a first support rotatably mounted about a first axis C on a support movable along a set of three Cartesian axes and comprising a body attached to the support is rotatably mounted about a second axis A, which is inclined relative to the first axis C by 45 ° and which comprises a replaceable spindle unit which is removably mounted on the body, wherein the axis of rotation relative to the second axis A is inclined by 45 °.

Aus der DE 601 05 373 T2 ist ein Arbeitskopf für automatische Werkzeugmaschinen bekannt, der einen ersten Halter umfasst, der auf einer Struktur montiert ist, die sich längs von kartesischen Dreierachsen bewegt und die eine Rotationsmöglichkeit um eine erste Achse aufweist, und der einen zweiten Halter umfasst, der auf dem ersten Halter montiert ist und um eine zweite Achse rotieren kann, die im rechten Winkel zur ersten Achse steht, und der eine austauschbare Spindelgruppe umfasst, die auf dem zweiten Halter montiert ist, wobei Mittel zur Beeinflussung der Rotation des zweiten Halters um die zweite Achse sowie Blockiermittel zur Blockierung des zweiten Halters in der Rotation um die zweite Achse vorgesehen sind, wobei der zweite Halter eine Kupplung zur Schnellverbindung mit der der Spindelgruppe aufweist und die Spindelgruppe mittels einer weiteren Kupplung mit einer Leistungsübertragung verbunden werden können.From the DE 601 05 373 T2 For example, there is known an automatic machine tool working head comprising a first holder mounted on a structure moving along Cartesian axes of three and capable of rotation about a first axis and comprising a second holder mounted on the first holder is mounted and can rotate about a second axis, which is perpendicular to the first axis, and which includes a replaceable spindle group, which is mounted on the second holder, wherein means for influencing the rotation of the second holder about the second axis and blocking means for Blocking of the second holder are provided in the rotation about the second axis, wherein the second holder has a coupling for quick connection with the spindle group and the spindle group can be connected by means of another coupling with a power transmission.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Aufspannkopf mit einer vereinfachten Aufbauweise zur Verfügung zu stellen.The object of the invention is to provide a clamping head with a simplified structure available.

Diese Aufgabe wird für einen Aufspannkopf der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass eine Welle mit einem Leistungsmotor mit Drehmomentverstärker verbunden ist, die eine Bewegung mittels eines Kegelradpaares auf eine zweite Welle überträgt, die gegenüber der Welle um 45 Grad geneigt ist und sich um die Achse A dreht, wobei die zweite Welle im Endbereich ein erstes Kegelrad trägt, das am Körper gelagert ist und wobei ein zweites Kegelrad fest mit der Spindeleinheit verbunden ist und die Spindel direkt zur Drehung antreibt.This object is achieved for a clamping head of the type mentioned with the features of claim 1. Here, it is provided that a shaft is connected to a power motor with torque amplifier, which transmits a movement by means of a pair of bevel gears on a second shaft which is inclined relative to the shaft by 45 degrees and rotates about the axis A, wherein the second shaft in the end carries a first bevel gear which is mounted on the body and wherein a second bevel gear is fixedly connected to the spindle unit and drives the spindle directly for rotation.

Die Drehung der zweiten Einheit wird von einem Gleichstrommotor in Kombination mit einer Zahnradübertragung und Vorrichtungen bekannter Art zur Beseitigung der mechanischen Spiele gesteuert.The rotation of the second unit is controlled by a DC motor in combination with a gear transmission and devices of known type for the elimination of the mechanical games.

Der Endbereich der zweiten Einheit hat eine Ebene, die parallel oder normal zu dem Hauptträger verläuft, der mit Anschlüssen für die Übertragung von elektrischen und hydraulischen Signalen, mit Ringen mit Referenz-Stirnverzahnung und Arretiersystemen versehen ist, um, je nach den Anforderungen der Bearbeitung, sowohl eine mechanische Spindel, welche die Bewegung über eine kinematische Leistungskette mit hohen Drehmomenten an der Spindel aufnimmt, als auch eine Motorspindel mit einem Motor, der gebildet ist von einem Rotor, der mit der Spindel fest verbunden ist, und einem Stator, der mit der austauschbaren Spindelstock-Einheit fest verbunden ist, zu montieren.The end portion of the second unit has a plane parallel or normal to the main beam, which is provided with terminals for the transmission of electrical and hydraulic signals, with rings with reference spur gearing and locking systems to, depending on the requirements of the processing, both a mechanical spindle, which receives the movement via a kinematic power chain with high torques on the spindle, and a motor spindle with a motor, which is formed by a rotor which is fixedly connected to the spindle, and a stator, with the replaceable headstock unit is firmly connected to assemble.

Dieses Merkmal gestattet eine Nutzung der automatischen Werkzeugmaschine sowohl für die Bearbeitung von hoch widerstandsfähigen Materialien, wie Titan oder Stahl, oder für die Durchführung von Schruppvorgängen mit mittlerer Geschwindigkeit und hohem Materialabtrag, wie beispielsweise Stanzen (mechanische Spindel), als auch für die Durchführung von Bearbeitungen bei hoher Geschwindigkeit an Leichtlegierungen oder die Durchführung von Schlichtvorgängen bei hoher Geschwindigkeit an jeder Art von Material (Motorspindel).This feature allows the use of the automatic machine tool both for the machining of highly resistant materials, such as titanium or steel, or for performing medium-speed and high material removal roughing operations, such as punching (mechanical spindle), as well as for performing machining operations at high speed on light alloys or performing high speed finishing operations on any type of material (motor spindle).

Diese Erfindung gestattet eine zweifache Nutzung der Maschine, wobei die Auswechselung des gesamten Kopfs mit erster Achse, zweiter Achse und Spindel vermieden wird, wie dies bei vielen bekannten Geräten der Fall ist, bei denen der Übergang von einer Bearbeitung mit hoher Leistung zu einer Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit mit dem Austausch der gesamten Kopfeinheit verbunden ist.This invention allows a dual use of the machine, avoiding the replacement of the entire head with the first axis, second axis and spindle, as is the case in many known devices in which the transition from a high-performance machining to a machining with high speed associated with the replacement of the entire head unit.

Der Vorteil dieser Erfindung bringt Bearbeitungszeiten und Kosten mit sich, die gegenüber den Begebenheiten bei den bekannten Systemen um bis zu 80% reduziert sind.The advantage of this invention involves processing times and costs, which are reduced by up to 80% compared to the events in the known systems.

Automatische Werkzeugmaschinen zum Fräsen, die für die Durchführung von spanenden Bearbeitungen verwendet werden, enthalten einen Träger, der entlang einem Satz von drei orthogonalen Achsen beweglich ist, wobei an dem Träger ein Aufspannkopf mit Spindeleinheit montiert ist, der mit zwei Freiheitsgraden versehen ist. Diese letzte kann von einer mechanischen Spindel oder von einer Motorspindel gebildet sein, an der jeweils die für die durchzuführende Bearbeitung notwendigen Werkzeuge montiert werden.Automatic milling machine tools used to perform machining operations include a carrier that is movable along a set of three orthogonal axes with a spindle-mounted clamping head mounted on the carrier provided with two degrees of freedom. This last can be formed by a mechanical spindle or by a motor spindle, on which in each case the tools necessary for the work to be performed are mounted.

Der Aufbau und die Merkmale dieser Aufspannköpfe variieren im Wesentlichen in Abhängigkeit davon, ob sie dafür vorgesehen sind, an harten Materialien, wie Titan oder Stahl, Bearbeitungen mit hoher Leistung mit einem Werkzeug mit hohem Abtrag durchzuführen, das aus diesem Grund relativ langsame Drehungen, zwischen 10 und 1.000 Umdrehungen/Minuten bis maximal 3.000 Umdrehungen/Minute, aufweist, wobei große Mengen hoch widerstandsfähigen Materials abgetragen werden und an das Gestell der Werkzeugmaschine somit hohe Reaktionskräfte und Vibrationen übertragen werden.The construction and features of these jigs vary substantially depending on whether they are intended to perform high performance machining on hard materials such as titanium or steel with a high removal tool, for this reason relatively slow rotations 10 and 1,000 revolutions / minutes to a maximum of 3,000 revolutions / minute, with large amounts high resistant material to be removed and thus high reaction forces and vibrations are transmitted to the frame of the machine tool.

Wenn an den gleichen Werkstücken hingegen Schlichtbearbeitungen oder auch komplexe Bearbeitungen an Leichtlegierungen durchzuführen sind, muss sich das Werkzeug mit hohen Geschwindigkeiten, von 4-5.000 bis 20-30.000 Umdrehungen/Minute, drehen, wobei der Materialabtrag gering oder mittel ist und die Reaktionskräfte niedrig sind.On the other hand, if finish machining or complex light alloy machining is required on the same workpieces, the tool must rotate at high speeds of 4-5,000 to 20-30,000 revolutions / minute with material removal low or moderate and reaction forces low ,

Auch werden diese motorbetriebenen Spindeln sowohl bei Schruppbearbeitungen als auch bei Schlichtbearbeitungen mit wiederum hoher Geschwindigkeit an Leichtmaterialien, im Wesentlichen Aluminium, eingesetzt.These motorized spindles are also used in roughing operations as well as finishing operations with again high speed on light materials, mainly aluminum.

Die Kräfte, denen das Werkzeug während dieser verschiedenen Bearbeitungsarten ausgesetzt ist und die an das Gestell und die davor befindlichen Vorrichtungen übertragen werden, erfordern den Einsatz von Spindeln mit unterschiedlichen Merkmalen und Abmessungen, was die Herstellung unterschiedlicher Aufspannköpfe mit sich bringt.The forces to which the tool is subjected during these various types of processing and which are transmitted to the rack and the apparatuses in front of it require the use of spindles with different features and dimensions, which entails the production of different clamping heads.

Wenn von einer Bearbeitung mit hoher Leistung zu einer Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit übergangen werden soll, muss nach dem derzeitigen Stand der Technik im Wesentlichen der gesamte Aufspannkopf ausgetauscht werden, was mit sehr hohen Kosten verbunden ist.When it is desired to go from high-performance machining to high-speed machining, it is necessary in the current state of the art to substantially replace the entire tooling head, which involves a very high cost.

All dies führt aufgrund der höheren Produktionszeiten, der Notwendigkeit von zwei oder mehr Aufspannköpfen mit der jeweiligen Kinematik dementsprechend selbst dann zu einer Erhöhung der Gesamtkosten, wenn für die Bearbeitungen mit hoher Leistung und hoher Drehzahl bei geringer bis mittlerer Geschwindigkeit für das Schruppen bzw. hoher Geschwindigkeit für das Schlichten und/oder für Bearbeitungen von Leichtlegierungen oder andere zusätzliche Bearbeitungen zwei oder mehr separate Maschinen zu verwenden sind.Accordingly, because of the higher production times, the need for two or more jigs with the respective kinematics, all of them result in an increase in the total cost, even for the high-speed, high-speed, low to medium speed for roughing two or more separate machines are to be used for finishing and / or machining light alloys or other additional operations.

Erfindungsgemäß ist die Spindeleinheit gegenüber der zweiten Einheit getrennt und austauschbar vorgesehen, die sich um 360° in einem Winkel von 45° zu der Haupteinheit drehen kann, die sich ihrerseits um ± 360° gegenüber dem Hauptträger drehen kann.According to the invention, the spindle unit is separate and replaceable with respect to the second unit, which can rotate through 360 ° at an angle of 45 ° to the main unit, which in turn can rotate ± 360 ° with respect to the main carrier.

Diese besondere Architektur, bei der die zweite Einheit, welche die verschiedenen auswechselbaren Spindeln trägt, in einem Winkel von 45° relativ zu der ersten montiert ist, gestattet die direkte Übertragung der Bearbeitungskräfte auf den Hauptträger und weist den weiteren Vorteil auf, dass mit einer einzigen Drehung der zweiten Achse um 180° von einer Bearbeitung mit horizontaler Achse zu einer Bearbeitung mit vertikaler Achse übergegangen werden kann, und zwar ohne gegenseitige Störungen und Hubverluste der Einheiten, wobei der Spindelstockkopf in der Mitte einer Gabel montiert ist oder die Spindel frei montiert ist, wie bei Köpfen mit 2 Achsen mit einer einzigen Schulter.This particular architecture, in which the second unit carrying the various interchangeable spindles is mounted at an angle of 45 ° relative to the first, allows the direct transmission of the machining forces directly to the main beam and has the further advantage of having a single beam Rotation of the second axis by 180 ° from a horizontal axis machining to a vertical axis machining can be passed, without mutual interference and lifting losses of the units, the headstock is mounted in the middle of a fork or the spindle is freely mounted, as with 2-axis heads with a single shoulder.

In diesen Fällen muss nämlich stets ein Verlust an Arbeitsraum berücksichtigt werden, der dem Abstand zwischen der zweiten Rotationsachse und dem Stirnbereich der Spindel, der im Allgemeinen als „Pivot Point“ definiert ist, entspricht, der den Hersteller der Maschine dazu zwingt, die den linearen Achsen der automatischen Werkzeugmaschinen zugehörigen Hübe um das Zweifache des Werts des „Pivot Point“ zu erhöhen, damit die Spindel den gesamten Arbeitsbereich abdeckt. All dies führt zu einer weiteren Steigerung der Kosten.In these cases, always account must be taken of a loss of working space corresponding to the distance between the second axis of rotation and the face of the spindle, generally defined as the "pivot point", which forces the manufacturer of the machine to do so The axes of automatic machine tools associated strokes to increase twice the value of the "Pivot Point", so that the spindle covers the entire work area. All this leads to a further increase in costs.

Eine sehr wichtige Tatsache ist ferner, dass die kombinierte Drehung der ersten und zweiten Einheit gemäß bekannten trigonometrischen Formeln die kontinuierliche Ausrichtung der Achse der Spindel im Raum gestattet, so dass Bearbeitungen an Teilen mit beliebiger Form oder Größe mit 5 Achsen gleichzeitig möglich sind, und zwar ohne gegenseitige Störung, aber mit der Möglichkeit, Bearbeitungen mit hoher Leistung mit niedrigen Drehzahlen und hohen Drehmomenten und, durch alleinigen Austausch der Spindeleinheit, Bearbeitungen bei hoher Geschwindigkeit durchzuführen.A very important fact is further that the combined rotation of the first and second units according to known trigonometric formulas allows the axis of the spindle to be continuously aligned in space so that machining on parts of any shape or size with 5 axes is possible simultaneously without mutual interference, but with the ability to perform high-power operations at low speeds and high torques, and high speed machining by simply replacing the spindle unit.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache, dass bei Wartungsarbeiten an einer der Spindeleinheiten nicht die gesamte Anlage angehalten werden muss, da dank des automatischen Austauschs der Spindeleinheiten die Bearbeitung durch die automatische Werkzeugmaschine ohne Ausfallzeiten fortgesetzt werden kann, die zuweilen auch 15 Tage betragen und von Seiten der Endbenutzer der Anlage als üblich angesehen werden.Another advantage of the present invention resides in the fact that during maintenance work on one of the spindle units, the entire system does not have to be stopped, because thanks to the automatic replacement of the spindle units, the machining can be continued by the automatic machine tool without downtime, sometimes 15 days and considered by the end users of the installation to be normal.

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Einbeziehung der beigefügten Figuren rein beispielhaft und nicht erschöpfend im Detail beschreiben; es zeigen:

1 im Querschnitt einen 45-Grad-Kopf entsprechend der Erfindung, wobei die mechanische Spindeleinheit vertikal angeordnet ist;
2 die Vorderansicht desselben 45-Grad-Aufspannkopfs gemäß 1, welche die Anordnung der Anschlüsse zum Arretieren der verschiedenen Spindeleinheiten und der jeweiligen hydraulischen und elektrischen Versorgungen zur Steuerung der Funktionsmechanismen zeigt;
3 einen Teilquerschnitt des 45-Grad-Kopfes entsprechend der Erfindung, an dem nach dem automatischen Austausch eine Motorspindel montiert ist, wobei die zweite Einheit um 180° gedreht und die Spindelachse horizontal angeordnet ist;
4 den Querschnitt der Motorspindel;
5 die Vorderansicht der Motorspindel mit der Anordnung der Anschlüsse zum Arretieren und der jeweiligen hydraulischen und elektrischen Versorgungen, die in derselben Position wie bei der mechanischen Spindel angeordnet sind.

The present invention will now be described in detail by way of example and not of exhaustive detail with the aid of the attached figures; show it:

1 in cross section a 45 degree head according to the invention, wherein the mechanical spindle unit is arranged vertically;
2 the front view of the same 45-degree clamping head according to 1 showing the arrangement of the terminals for locking the various spindle units and the respective hydraulic and electrical supplies for controlling the functional mechanisms;
3 a partial cross section of the 45-degree head according to the invention, according to the a motor spindle is mounted to the automatic exchange, wherein the second unit is rotated by 180 ° and the spindle axis is arranged horizontally;
4 the cross section of the motor spindle;
5 the front view of the motor spindle with the arrangement of the terminals for locking and the respective hydraulic and electrical supplies, which are arranged in the same position as in the mechanical spindle.

Unter Einbeziehung von 1 ist mit 1 ein Aufspannkopf entsprechend der Erfindung in seiner Gesamtheit bezeichnet, der an der Pinole 2 montiert ist, wobei die Möglichkeit besteht, eine erste Einheit 3 um eine erste, mit dem Buchstaben „C“ bezeichnete Achse zu drehen, welche die Drehung der ersten Einheit 3 mit Hilfe eines Drehmomentmotors 4 steuert, dessen Stator fest mit der Pinole 2 verbunden ist, während der Rotor 5 die Drehung der ersten Einheit 31 auf einem Lager 6 steuert. Eine zweite Einheit 7 dreht sich auf einem Lager 8 um eine zweite Achse, die gegenüber der ersten um 45° geneigt ist und mit dem Buchstaben „A“ bezeichnet ist. Die Drehung wird von einer Kinematik gesteuert, die von einem Gleichstrommotor, einem Untersetzungsgetriebe und Zahnrädern gebildet ist, die in ihrer Gesamtheit mit 9 bezeichnet sind, die in einen Kranz 10 eingreifen, der fest mit der Einheit 7 verbunden ist.Including 1 is 1 with a clamping head according to the invention in its entirety referred to the quill 2 is mounted, with the possibility of a first unit 3 to rotate a first axis labeled "C" indicating the rotation of the first unit 3 with the help of a torque motor 4 controls its stator firmly with the quill 2 is connected while the rotor 5 the rotation of the first unit 31 on a warehouse 6 controls. A second unit 7 turns on a camp 8th about a second axis, which is inclined by 45 ° with respect to the first and with the letter " A "Is designated. The rotation is controlled by a kinematics formed by a DC motor, a reduction gear and gears, which are designated in their entirety by 9, in a wreath 10 intervene firmly with the unit 7 connected is.

An der Einheit 7 ist die austauschbare mechanische Spindelstockeinheit 11 mit einer Motorspindel angeordnet, die in 4 veranschaulicht ist.At the unit 7 is the replaceable mechanical headstock unit 11 arranged with a motor spindle, in 4 is illustrated.

Eine Welle 12, die mit einem Leistungsmotor mit Drehmomentverstärker verbunden ist, die in der Figur nicht dargestellt sind, überträgt die Bewegung mittels eines Kegelradpaares 13 auf eine zweite Welle 14, die um 45° geneigt ist und sich in der Achse „A“ dreht.A wave 12 , which is connected to a power motor with torque amplifier, which are not shown in the figure, transmits the movement by means of a bevel gear pair 13 on a second wave 14 which is inclined by 45 ° and in the axis " A "Turns.

Die Welle 14 trägt im Endbereich ein zweites Paar Kegelräder 15 und 16, wovon das erste (15) an der zweiten Einheit 7 gelagert bleibt, wohingegen das zweite (16) fest mit der Spindeleinheit 11 verbunden ist und die Spindel 17 direkt zur Drehung antreibt.The wave 14 carries in the end a second pair of bevel gears 15 and 16 of which the first ( 15 ) at the second unit 7 remains stored, whereas the second ( 16 ) firmly with the spindle unit 11 connected and the spindle 17 directly to the rotation drives.

Die Beziehung und der präzise Eingriff der Zahnräder 15 und 16 wird über ein Paar Ringe mit Frontverzahnung 18 bewirkt, die auch die präzise und wiederholbare Winkelpositionierung der gesamten Spindeleinheit 11 bewirken.The relationship and the precise engagement of the gears 15 and 16 comes with a pair of front-toothed rings 18 which also causes the precise and repeatable angular positioning of the entire spindle unit 11 effect.

In 2 ist das Fenster 19 dargestellt, über welches das Zahnrad 15 mit dem Zahnrad 16 in Eingriff kommt, wenn die mechanische Spindel 11 montiert wird, und das hingegen frei bleibt, wenn die Motorspindel 20 montiert wird, wie in 3 veranschaulicht.In 2 is the window 19 represented over which the gear 15 with the gear 16 engages when the mechanical spindle 11 mounted, and which remains free when the motor spindle 20 is mounted as in 3 illustrated.

Die beiden oder mehreren Spindelstockgruppen 11 und 20 sind daher über die doppelte Stirnverzahnung 18 auf die zweite Einheit 7 montiert und bezogen und mit einer Reihe von Bolzen mit umgekehrtem Kernanstieg 21 arretiert, die entsprechend den Anforderungen angeordnet werden, die durch ihren physikalischen Platzbedarf vorgegeben sind.The two or more headstock groups 11 and 20 are therefore about the double spur toothing 18 to the second unit 7 mounted and upholstered and with a series of bolts with reverse core rise 21 locked, which are arranged according to the requirements that are dictated by their physical space requirements.

An den beiden korrespondierenden Seiten des Anschlusses der Spindeleinheiten 11 und 20 sind eine Reihe von hydraulischen Anschlüssen 22 und elektrischen Anschlüssen 23 bekannter Art vorgesehen (2 und 5) für den Anschluss der verschiedenen hydraulischen Verbraucher für das Arretieren bzw. die Zuführungen von Flüssigkeit und Strom für die Stromanschlüsse der Motorspindel und für die verschiedenen Sicherheits- und Winkelpositionierungssysteme.At the two corresponding sides of the connection of the spindle units 11 and 20 are a series of hydraulic connections 22 and electrical connections 23 known type ( 2 and 5 ) for the connection of the various hydraulic consumers for the locking and the supply of liquid and electricity for the power connections of the motor spindle and for the various safety and angular positioning systems.

Wie der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen deutlich zu entnehmen ist, lässt sich die Spindelstockeinheit 11 leicht abnehmen, da sie an den Übertragungsvorrichtungen lediglich mit Hilfe einer Kupplung angeschlossen wird, die dafür vorgesehen ist, die beiden Teile in Kontakt zu bringen und sie mit einer einfachen geradlinigen Zustellbewegung festzuklemmen, was es ermöglicht, sie von der Einheit 7 abzunehmen, ohne irgendein Teil des Kopfes demontieren zu müssen, sondern indem auf die Klemmen 24 eingewirkt wird, um die Bolzen oder Einspannzapfen 21 freizugeben, wodurch die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse mit einer einfachen linearen Rückstellbewegung abgeklemmt werden.As can be clearly seen from the description and the accompanying drawings, the headstock unit can be used 11 easy to remove because it is connected to the transmission devices only by means of a coupling which is intended to bring the two parts into contact and clamp them with a simple rectilinear feed motion, allowing them from the unit 7 to remove without having to disassemble any part of the head, but by putting on the clamps 24 is acted upon by the bolts or clamping pins 21 release, which disconnects the electrical and hydraulic connections with a simple linear return movement.

Die Spindeleinheit 11 kann daher einfach und schnell gegen eine oder mehrere verschiedene Motorspindeln ausgetauscht werden, die gleiche Anschlüsse haben und verschiedene Bearbeitungen und/oder Bearbeitungen zusätzlich zu den Bearbeitungen durchführen können, die mit der mechanischen Leistungsspindel durchgeführt wurden.The spindle unit 11 Therefore, it can easily and quickly be exchanged for one or more different motor spindles, which have the same connections and can perform various machining and / or machining operations in addition to the machining done with the mechanical power spindle.

Die Rotationsachsen „C“ und „A“ sind ferner versehen mit (nicht dargestellten) Messsystemen, welche die kontinuierliche Positionierung mit einer Genauigkeit von einem Tausendstel Grad gestatten, und mit (nicht dargestellten) Winkelarretiersystemen, welche auf präzise Weise die Arretierung der Spindelachse in jeder Position im Raum gestatten, um dann im definierten „3+2“-Modus zu arbeiten, d. h. drei freie lineare Achsen, die von den ISO-Normen mit X, Y und Z bezeichnet sind, während die beiden polaren Achse, die mit C und A bezeichnet sind, in vorab festgelegten Neigungen arretiert sind.The rotation axes " C " and " A "Are further provided with measuring systems (not shown) which permit continuous positioning with an accuracy of one-thousandth of a degree, and with angle locking systems (not shown) which allow precise locking of the spindle axis in any position in space "3 + 2" mode, that is, three free linear axes designated by the ISO standards X, Y and Z, while the two polar axes labeled C and A are in predetermined slopes are locked.

Bei Bearbeitungen mit fünf Achsen gleichzeitig hingegen verändern die Motoreinheiten 4 und 9 den Winkel der Achse der Spindeleinheit über die kombinierte Drehung der Achsen „C“ und „A“ und durch Steuerung, über numerische Steuerung, auch die drei linearen Achsen der Werkzeugmaschine, die von den ISO-Normen üblicherweise als „X“, „Y“, „Z“ festgelegt sind.For machining with five axes simultaneously, however, the motor units change 4 and 9 the angle of the axis of the spindle unit through the combined rotation of the axes "C" and "A" and by control, via numerical control, also the three linear axes of the machine tool, usually referred to by the ISO standards as "X", "Y" , "Z" are fixed.

Der Aufspannkopf entsprechend der Erfindung bietet daher den erheblichen Vorteil, dass in einer Zeit von weniger als einer Minute ein Spindeltyp gegen einen vollkommen anderen ausgewechselt werden kann, insbesondere eine Leistungsspindel gegen eine Motorspindel zum Schlichten und umgekehrt.The clamping head according to the invention therefore offers the considerable advantage that in a time of less than one minute a spindle type can be replaced by a completely different one, in particular a power spindle against a motor spindle for finishing and vice versa.

Für Bearbeitungen mit hoher Leistung wird die mechanische Spindel mit geradliniger Bewegung zur Abstützung gegen den Körper 7 gebracht, wobei die Ringe mit Stirnverzahnung dessen präzise Positionierung sicherstellen und die Zahnungen des Paars von Kegelrädern 15 und 16 über die entsprechenden Fenster, die einander gegenüberliegen, miteinander in Eingriff kommen.For high-power machining, the mechanical spindle is used to support the body in a straight-line motion 7 brought with the spur gear teeth to ensure its precise positioning and the serrations of the pair of bevel gears 15 and 16 via the corresponding windows, which face each other, engage each other.

Von einem Elektromotor mit Drehzahlbegrenzer und Drehmomentverstärker (der in der Figur nicht dargestellt ist) wird die Bewegung auf die Welle 12 und von dort über das Kegelradpaar 13 und die Welle 14 auf die Zahnräder 15 und 16 und somit auf die Welle der Spindel 11 übertragen.From an electric motor with speed limiter and torque amplifier (which is not shown in the figure), the movement is on the shaft 12 and from there via the bevel gear pair 13 and the wave 14 on the gears 15 and 16 and thus on the shaft of the spindle 11 transfer.

Sofern es notwendig ist, zu Schlichtarbeiten überzugehen, reicht es aus, die Klemmen 24 zu lösen, um die mechanische Spindel zu entfernen, die dann leicht gegen eine Motorspindel geeigneter Art ausgetauscht werden kann, die wiederum mit Ring mit Stirnverzahnung 18 und mit Einspannzapfen 21 versehen ist, die von den Klemmen 24 in Eingriff gebracht werden.If it is necessary to go to finishing work, it is sufficient to clamps 24 in order to remove the mechanical spindle, which can then be easily exchanged for a motor spindle of suitable type, which in turn with ring with spur toothing 18 and with clamping pin 21 is provided by the terminals 24 be engaged.

Die Motorspindel nimmt die Stromversorgung über die Kontakte 23 auf, die an dem Körper 7 vorhanden sind, und auch die Versorgung mit Flüssigkeit, beispielsweise Kühlflüssigkeit, Drucköl für die Arretierung usw., wird über die Kontakte 22 wiederum am Körper 7 zugeführt.The motor spindle takes the power supply via the contacts 23 on that on the body 7 are present, and also the supply of liquid, such as coolant, pressure oil for locking, etc., via the contacts 22 again on the body 7 fed.

Claims

An automatic machine tool clamping head (1), comprising: a first support (3) rotatably mounted about a first axis C on a support movable along a set of three Cartesian axes; a body (7) rotatably mounted on the support (3) about a second axis A inclined by 45 ° with respect to the first axis C; a replaceable spindle unit (11) detachably mounted on said body (7), said axis of rotation being inclined by 45 ° with respect to said second axis A, characterized in that a shaft (12) is connected to a power motor with torque amplifier which transmits a movement by means of a bevel gear pair (13) to a second shaft (14) which is inclined by 45 degrees relative to the shaft (12) and rotates about the axis A, the second shaft (14) in the end region a first bevel gear ( 15) which is mounted on the body (7) and wherein a second bevel gear (16) fixedly connected to the spindle unit (11) and the spindle (17) drives directly to rotate.

Clamping head (1) to Claim 1 , characterized in that rapid connection means (21, 24) are provided for fastening the spindle unit (11) to the body (7).

Clamping head (1) to Claim 2 characterized in that the quick connection means (21, 24) are formed by a plurality of hydraulic clamps (24) mounted on the body (7) and intended to clamp the chucking pins (21) present on the spindle unit.

Clamping head (1) to Claim 1 . 2 , or 3, characterized in that in the structure of the body (7) and the spindle unit (11) windows are formed, which correspond to the first and second bevel gears (15, 16), so that at least one of them partially out of the window protrudes so that the first and second bevel gears (15 and 16) come into engagement when the spindle unit (11) comes to rest on the body (7).

Clamping head (1) according to one of the above claims, characterized in that a plurality of hydraulic (22) and electrical (23) connections are provided on the wall of the body (7) on which the spindle unit (11) comes to rest on the spindle unit (11) corresponding connections are provided.

Clamping head (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the body (7) and on the spindle unit (11) pairs of front-toothed rings (18) are provided for the arrangement of the various spindle units (11) relative to the body (7).

Clamping head (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the support (3) has a kinematic chain formed by an electric motor with reduction gear and associated drive to control the rotation of the body (7) about the axis A, which is inclined with respect to the first axis C by 45 ° to control in a controlled manner.