DE2427826B2 - Einrichtung zum Unrunddrehen durch Kopieren für numerisch gesteuerte Drehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Unrunddrehen durch Kopieren für numerisch gesteuerte Drehmaschinen, auf deren Bett ein aus Bettschlitten, Planschlitten und parallel zur Achse des Werkstücks verschiebbarem Oberschlitten, die jeweils über einen eigenen in die numerische Steuerung einbezogenen Vorschubantrieb verfügen, bestehender Kreuzschlitten geführt und bei der auf dem Planschlitten ein als Stößel ausgebildeter, in Abhängigkeit von Drehwinkel des Werkstücks in radialer Richtung bewegbarer Meißelhalter angeordnet ist.

Eine solche Einrichtung ist bereits durch die DE-OS 20 06 760 bekannt geworden. Bei dieser Einrichtung wird die Zustellbewegung des Meißelhalters quer zur Drehachse des Werkstücks mittels mindestens zweier numerisch ansteuerbarer Stellmotoren erzeugt, deren Bewegungen zum Erzielen ausreichend hoher Geschwindigkeiten in der Zustellrichtung einander mittels eines Additionsgetriebes überlagert sind und sich daher entsprechend addieren. Numerisch ansteuerbare Stellmotoren sind jedoch relativ teure Bauteile, zumal mit jedem zusätzlichen Stellmotor auch der Aufwand bei der zugehörigen Steuerung wächst, so daß die bekannte Einrichtung als aufwendig angesehen werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine einfachere numerisch ansteuerbare Einrichtung zum Unrunddrehen zu schaffen, die trotz der zu fördernden hohen Geschwindigkeiten des Meißelhalters in Zustellrichtung prinzipiell mit einem einzigen Stellmotor für die Zustellbewegung auskommt.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das rückwärtige Ende des Meißelhalters sich an einem auf dem Oberschlitten drehbar gelagerten und ebenfalls mit einem eigenen, in die numerische Steuerung einbezogenen Drehantrieb versehenen, dreidimensional konturierten Nocken abstützt.

Die Drehachse des Nockens ist vorzugsweise parallel zur Hauptspindel der Drehmaschine angeordnet. Es steht jedoch nichts im Wege, den Nocken so anzubringen, daß seine Drehachse unter einem anderen Winkel bis zu 90° zur Hauptspindel verläuft.

Der in Lagerbocken gelagerte Nocken weist über seine Länge eine vom Wert 0 bis auf einen bestimmten Endwert linear ansteigenden Exzentrizität auf, so daß bei sich drehendem Nocken der Stößel bei einer Weglänge von 0 keine und bei der Weglänge von größer als 0 eine translatorische Bewegung ausführt

Aufgrund der numerischen Ansteuerbarkeit des Nockens kann dieser sowohl in rotatorischer wie auch in translatorischer Richtung in definierter Stellung positio niert werden.

Die Antriebe von Hauptspindel, Bettschlitten, Planschlitten, Oberschlitten und Nocken sind als Synchronantriebe ausgebildet, so daß das Umdrehungsverhältnis der Hauptspindel zum Nocken, durch das in Verbindung mit der Form des Nockens jede Kontur von kreisrund über oval bis vierkantig erreichbar ist, beliebig eingestellt werden kann.

Die Synchronisation kann in bekannter Weise über einen Winkelschrittgeber und Gleichstrommmotor erfolgen, ebenso aber auch über formschlüssige Elemente oder andere zum Stand der Technik gehörende Antriebselemente.

Die Ansteuerung des Bett-, Plan- und Oberschlittens sowie des Nockens geschieht durch 3-Achsen NC-Bahn steuerung bekannter Bauart Es ist aber auch möglich, den Bett- und Planschlitten mit einer 2-Achsen NC-Bahnsteuerung zu versehen und den Oberschlitten strec'iengesteuert auszubilden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft

in dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:

Wie der schematische Grundriß zeigt, ist auf den Führungen 1 der Drehmaschine 2 der mittels eines Motors 3 und einer Spindel 4 bewegbare Bettschlitten S gelagert. Auf dem Bettschlitten 5 befindet sich der mit einer Spindel 6 und einem Motor 7 verbundene Planschlitten 8, der auf den Führungen 9 verschiebbar ist. Auf den Führungen 10 des Planschlittens S ist der Oberschlitten 11 gelagert, der mittels einer Spindel 12 und eines Motors 13 verschiebbar ist. Auf dem Planschlitten 8 befindet sich ein als Stößel ausgebildeter Halter 14 für den Meißel 15, dessen rückwärtiges Ende sich über ein Gleitelement 16 an einem dreidimensional unsymmetrisch konturierten Nocken 17 abstützt. Der Nocken 17 ist in Lagerböcken 18 drehbar gelagert und

■15 wird mit Hilfe eines numerisch ansteuerbaren Drehantriebs (Stellmotor) 19 in eine rotierende Bewegung versetzt. Durch den Meißel 15 wird der Mantel des Werkstücks 20, das zwischen der Hauptspindel 21 und dem Reitstock 22 eingespannt ist, spanend bearbeitet.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung wird im folgenden anhand von Anwendungsbeispielen näher erläutert:

Wenn sich der unsymmetrisch ausgebildete Nocken 17, der Oberschlitten 11 und der Planschlitten 8 in Ruhe befinden, während sich Hauptspindel 21 und demzufolge auch das Werkstück 20 drehen und gleichzeitig der Bettschlitten 5 bewegt wird, erhält das Werkstück 20 eine zylindrische Kontur.

Wenn sich zusätzlich der Nocken 17 bei definierter

Stellung des Oberschlittens 11 dreht, wobei sich der Meißelhalter 14 im Bereich einer Exzentrizität von größer 0 abstützt, so erhält das Werkstück 20 eine zylindrisch-ovale Kontur, deren Ovalität dem doppelten Wert der Exzentrizität des Nockens 17 entspricht, da dieser mit der zweifachen Umdrehungszahl wie die Hauptspindel 21 umläuft. Bei einem Nocken mit doppelter symmetrischer Exzentrizität würde der Nocken mit der gleichen Umdrehungszahl wie die

Hauptspindel 21 umlaufen.

Für den Fall, daß sich beispielsweise die Hauptspindel 21 und der Nocken 17 bewegen, der Bettschlitten 5 400 mm bei einem Vorschub von 1 mm prc Umdrehung verfährt und sich der Oberschlitten 11 von der Exzentrizität 0 bei der Weglänge 0 bis zur Exzentrizität von 1 mm bei der Weglänge 400 mm mit einem Vorschub von 0,1 mm pro Umdrehung bewegt, dann ergibt sich eine zylindrisch-oval-verlaufende Kontur. Bei der Weglänge 0 hat das Werkstück 20 einen kreisrunden Querschnitt und bei der Weglänge von 400 mm einen ovalen Querschnitt mit der Qualität von 0,1 mm. Der Oberschlitten 11 hat dabei eine Wegstrecke von 40 mm und der Bettschlitten 5 eine Weglänge von 400 mm zurückgelegt.

Verfährt gleichzeitig noch der Planschlitten 8 mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,1 mm pro Umdrehung in Richtung von der Hauptspindel 21 weg, wird das Werkstück 20 mit einer konisch-oval-verlaufenden Kontur versehen.

Wenn jedoch Bett- und Planschlitten 5, 8 nicht mit konstanter Geschwindigkeit verfahren, sondern etwa entsprechend einer Kreisfunktion gesteuert werden oder Bett- und Planschlitten 5,8 den Ansteuerdaten für eine ballige Kontur unterliegen, wird da? Werkstück 20 in axialer Richtung ballig und in radialer Richtung oval

ίο gestaltet, so daß eine ballig-ovale Kontur entsteht; dabei befindet sich der Oberschlitten 11 in definierter Stellung. Die Kontur des Werkstücks 20 ist hingegen ballig-ovalverlaufend, wenn sich gleichzeitig auch noch der Oberschlitten 11 bewegt. Unter verlaufender Qualität ist dabei eine Ovalität zu verstehen, deren Werte von einem Ende des Werkstücks 20 zum anderen hin ansteigen oder abfallen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Unrunddrehen durch Kopieren für numerisch gesteuerte Drehmaschinen, auf deren Bett ein aus Bettschlitten, Planschlitten und parallel zur Achse des Werkstücks verschiebbarem Oberschlitten, die jeweils über einen eigenen in die numerische Steuerung einbezogenen Vorschubantrieb verfügen, bestehender Kreuzschlitten geführt und bei der auf dem Planschlitten ein als Stößel ausgebildeter, in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Werkstücks in radialer Richtung bewegbarer Meißelhalter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Ende des Meißelhalters (14) sich an einem auf dem Oberschlitten (11) drehbar gelagerten und ebenfalls mit einem eigenen, in die numerische Steuerung einbezogenen Drehantrieb (19) versehenen, dreidimensional konturierten Nocken (17) abstützt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Nockens (17) zur Achse der Hauptspindel (21) der Drehmaschine (2) unter einem Winkel bis zu 90° angeordnet ist