DE10142739A1

DE10142739A1 - Machine for performing relief work on a workpiece rotating around an axis of rotation has a tool and a linear motor for carrying out a lifting motion for the tool

Info

Publication number: DE10142739A1
Application number: DE2001142739
Authority: DE
Inventors: Norbert Schmitz
Original assignee: SMS GmbH
Current assignee: SMS GmbH
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2021-08-25
Also published as: DE10142739B4

Abstract

A machine relieves a rotating workpiece (72). A linear motor (52) performs a lifting motion in a tool (64) vertically or at an angle to the axis of rotation in the workpiece. The linear motor has primary (54) and secondary (56) parts. The secondary part fastens on a swiveling base plate (58) used to adjust the direction of lifting motion in relation to the axis of rotation. The primary part supports a sliding plate (60) fitted with a lathe tool holder (62). Independent claims are also included for a method for operating a machine for performing relief work on a workpiece rotating around an axis of rotation and for a computer program and product for carrying out the method of the present invention.

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Hinterarbeiten eines rotierenden Werkstücks und eine Vorrichtung zur Durchführung einer Hubbewegung eines Werkzeugs in einer solchen Maschine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Steuereinrichtung. The invention relates to a machine for backworking of a rotating workpiece and a device for Carrying out a lifting movement of a tool in such Machine. The invention further relates to a Control device.

Bei der Bearbeitung bestimmter Werkstücke, wie z. B. bei der Herstellung von spanenden Werkzeugen mit definierter Schneide (Zerspanungswerkzeuge), ist eine sogenannte Hinterarbeitung notwendig. Bei Wälzfräsern bspw. ist es erforderlich, daß die einzelnen Schneiden Freiwinkel erhalten, um einen Span ausbilden und an der Spanbrust nachgeschärft werden zu können. Hierzu ist es notwendig, diese am Zahnrücken zu hinterarbeiten, nämlich zu hinterdrehen und/oder zu hinterschleifen. Die Kontur des Zahnrückens kann dabei einer archimedischen Spirale entsprechen. Um diese Kontur auszubilden, wird der Wälzfräser in Rotation versetzt und ein Werkzeug entsprechend der gewünschten Ausbildung senkrecht zu der Drehachse des Wälzfräsers in einer sogenannten Hubbewegung hin- und hergeführt. Die Hubbewegung des Werkzeugs ist dabei mit der Drehbewegung des Werkstücks und mit der Längsbewegung des Werkzeugs parallel zu der Drehachse des Werkstücks abzustimmen. When machining certain workpieces, such as. B. at the Production of cutting tools with defined Cutting edge (cutting tools) is a so-called Rework necessary. With hob cutters, for example, it is required that the individual cutting edges are given clearance angles, form around a chip and sharpened on the chip face to be able to. It is necessary to do this on To rework tooth backs, namely to twist and / or to grind. The contour of the tooth back can correspond to an Archimedean spiral. Around this contour the hob is rotated and a tool according to the desired training perpendicular to the axis of rotation of the hob in a so-called Reciprocating movement. The lifting movement of the Tool is with the rotation of the workpiece and with the longitudinal movement of the tool parallel to the axis of rotation of the workpiece.

Neben dem hier beschriebenen Wälzfräser sind auch andere Zerspanungswerkzeuge, wie bspw. Gruppenfräser (Rillen) oder Profilfräser, bearbeitbar. Bei diesen entfällt dann die kontinuierliche Längsbewegung des Werkzeugs parallel zu der Drehachse bei der Bearbeitung. In addition to the hob described here, there are others Cutting tools, such as group milling cutters (grooves) or Profile cutter, editable. With these then the continuous longitudinal movement of the tool parallel to the Axis of rotation during machining.

Bekannte Maschinen zum Hinterarbeiten, wie Hinterdrehmaschinen oder auch Hinterschleifmaschinen, beruhen bspw. auf mechanischen Lösungen, bei denen die Hubbewegung des Werkzeugs durch Abtasten einer sich drehenden Hubscheibe erzeugt wird. Die Hubhöhe wird dabei entweder durch Auswechseln der Hubscheiben oder mittels Einrichtungen für eine stufenlose Hubverstellung festgelegt. Known machines for backworking, such as Back turning machines or also back grinding machines are based on, for example mechanical solutions in which the stroke movement of the Tool by scanning a rotating lifting disc is produced. The lifting height is either by Replacing the lifting disks or by means for one stepless stroke adjustment.

Bei diesen Lösungen ist nachteilig, daß durch die Verwendung mechanischer Mittel erhebliche Reibungskräfte auftreten und folglich ein hoher Verschleiß gegeben ist. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit bei der Bearbeitung und somit die Güte des Werkstücks. Auch ist aufgrund der mechanischen Trägheit bzw. Dämpfung die maximale Hubfrequenz stark eingeschränkt. The disadvantage of these solutions is that the Use of mechanical means considerable frictional forces occur and consequently there is high wear. This affects the accuracy when editing and thus the quality of the workpiece. Also due to the mechanical Inertia or damping the maximum stroke frequency strong limited.

Demgegenüber zeichnet sich die erfindungsgemäße Maschine zum Hinterarbeiten eines um eine Drehachse rotierenden Werkstücks mit einem Werkzeug dadurch aus, daß ein Linearmotor zur Durchführung der Hubbewegung des Werkstücks vorgesehen ist. In contrast, the machine according to the invention is distinguished for working behind a rotating axis Workpiece with a tool in that a Linear motor for carrying out the lifting movement of the workpiece is provided.

Die Hubbewegung kann dabei senkrecht oder im Winkel zu der Drehachse des Werkzeugs gerichtet sein. The lifting movement can be perpendicular or at an angle to the Axis of rotation of the tool.

Die Verwendung eines Linearmotors für die Hubbewegung ermöglicht im Vergleich zu bekannten Lösungen wesentlich schnellere Hubbewegungen und eine genauere Bearbeitung. Außerdem ist es nicht mehr notwendig Hubkurven zu wechseln, obgleich beliebige Kurven abgefahren werden können. Weiterhin verringert sich der Geräuschpegel, da die durch die Hubkurve erzeugten Geräusche entfallen. The use of a linear motor for the lifting movement enables significantly compared to known solutions faster lifting movements and more precise machining. In addition, it is no longer necessary to change stroke curves, although any curves can be followed. Furthermore, the noise level decreases because of the Noise generated by the lift curve.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen. Diese umfaßt typischerweise eine CNC-Steuerung, deren Einsatz bei der Steuerung verschiedener Werkzeugmaschinen bekannt ist. In an advantageous embodiment of the invention Control device provided. This typically includes a CNC control, its use in the control various machine tools is known.

Vorzugsweise ist die Richtung der Hubbewegung in Bezug zu der Drehachse einstellbar. The direction of the lifting movement is preferably related to the axis of rotation adjustable.

In Ausgestaltung der Erfindung ist bei dem Linearmotor, der einen Primärteil und einen Sekundärteil umfaßt, der Primärteil zur Ausführung der Hubbewegung des Werkzeugs vorgesehen. Dies bedeutet, daß das Werkzeug bzw. ein Werkzeughalter auf dem Primärteil angeordnet ist. In one embodiment of the invention, the linear motor is the comprises a primary part and a secondary part which Primary part for executing the lifting movement of the tool intended. This means that the tool or a Tool holder is arranged on the primary part.

Der Linearmotor kann auch dazu dienen, die Zustellbewegung des Werkzeugs durchzuführen. Die Zustellbewegung ist die Bewegung, die das Werkzeug an das Werkstück heranführt und ist ebenso wie die Hubbewegung senkrecht oder im Winkel zur Drehachse des Werkstücks gerichtet. Dadurch daß der Linearmotor sowohl die Zustellbewegung als auch die Hubbewegung durchführt, wird die Zahl der angetriebenen Achsen verringert. Dies ermöglicht einen einfacheren und kostengünstigeren Aufbau der Maschine. Die über den Linearmotor angetriebene Achse bewirkt somit die Zustellung und die Hubbewegung. The linear motor can also serve the infeed movement of the tool. The delivery movement is the Movement that brings the tool to the workpiece and is, like the stroke movement, perpendicular or at an angle to Axis of rotation of the workpiece. Because the Linear motor both the feed movement and the stroke movement is carried out, the number of driven axes reduced. This enables a simpler and less expensive construction of the machine. The one about the linear motor driven axis thus causes the infeed and Lifting movement.

Vorzugsweise sind Positionsgeber vorgesehen, die die Position des Werkzeugs erfassen. Anhand der Positionsbestimmung kann über Regelungen die Position bzw. die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Werkzeugs geregelt werden, d. h. daß die Ausgangssignale der Positionsgeber Eingangsgrößen der Regelungen sind und die Ausgangssignale der Regelung den Linearmotor ansteuern. Position sensors are preferably provided, which Detect the position of the tool. Based on the position determination can regulate the position or the speed and direction of movement of the tool are regulated, d. H. that the output signals of the position encoder input variables of the regulations are and the output signals of the regulation control the linear motor.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Hubbewegung eines Werkzeugs einer Maschine zum Hinterarbeiten eines rotierenden Werkstücks ist ein Linearmotor zur Durchführung der Hubbewegung vorgesehen. In the device for implementation according to the invention a lifting movement of a tool of a machine for Working behind a rotating workpiece is a linear motor provided for carrying out the lifting movement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments of the invention Device result from the subclaims.

Der Primärteil des Linearmotors, der vorzugsweise das Werkzeug in Hubrichtung bewegt, kann mittels eines Führungswagens auf einer Führungsschiene geführt sein. Dämpfungsschlitten, die ebenfalls auf der Führungsschiene mitfahren, bewirken, daß Schwingungen reduziert oder gar eliminiert werden. The primary part of the linear motor, which is preferably the Tool can be moved in the stroke direction using a Carriage be guided on a guide rail. Damping slides, which also travel on the guide rail, cause vibrations to be reduced or even eliminated become.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung zur Verwendung mit einer Maschine zum Hinterarbeiten eines um eine Drehachse rotierenden Werkstücks weist erste Mittel zum Berechnen von ersten Steuersignalen anhand vorgegebener Parameter auf, wobei mittels der ersten Steuersignale ein Linearmotor zur Durchführung einer Hubbewegung senkrecht oder im Winkel zu der Drehachse anzusteuern ist. Diese Mittel können in Software und/oder Hardware implementiert sein. The control device according to the invention for use with a machine for backworking one around an axis of rotation rotating workpiece has first means for calculating first control signals based on predetermined parameters, whereby a linear motor is used for the first control signals Carrying out a lifting movement vertically or at an angle the axis of rotation is to be controlled. These funds can be in Software and / or hardware can be implemented.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments of the invention Control device result from the subclaims.

Die Parameter für die Steuereinrichtung werden vom Nutzer vorgegeben. Diese beschreiben bspw. die Geometrie des Werkstücks und zwar vor und nach der Bearbeitung. Anhand der Parameter kann auch die Drehgeschwindigkeit des Werkstücks berechnet werden, welche wiederum Grundlage für die Berechnung der Hubbewegung und ggf. der Bewegung des Werkzeugs parallel zu der Drehachse des Werkstücks ist. The parameters for the control device are set by the user specified. These describe, for example, the geometry of the Workpiece before and after processing. Based on Parameters can also include the speed of rotation of the workpiece are calculated, which in turn forms the basis for the Calculation of the stroke movement and, if necessary, the movement of the tool is parallel to the axis of rotation of the workpiece.

Hierzu weist die Steuereinrichtung vorzugsweise zweite und dritte Mittel zum Berechnen von zweiten und dritten Steuersignalen auf, mittels derer die Bewegung des Werkzeugs zur Durchführung einer Zustellbewegung und die Bewegung parallel zur Drehachse des Werkstücks durchgeführt werden. Die zweiten und dritten Mittel können wiederum in Software und/oder Hardware implementiert sein. For this purpose, the control device preferably has second and third means for calculating second and third Control signals by means of which the movement of the tool for Carrying out a delivery movement and the movement parallel to the axis of rotation of the workpiece. The second and third means can in turn be in software and / or hardware can be implemented.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist mindestens eine Regelung vorgesehen, die anhand der empfangenen Steuersignale und mittels von Positionsgebern generierter Positionssignale die Position des Werkzeugs regelt. In an embodiment of the control device according to the invention at least one regulation is provided which is based on the received control signals and by means of position sensors generated position signals the position of the tool regulates.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Maschine zum Hinterarbeiten eines um eine Drehachse rotierenden Werkstücks sieht vor, daß anhand vorgegebener Parameter erste Steuersignale berechnet werden, mit denen der Linearmotor zur Durchführung einer Hubbewegung angesteuert wird. Die Hubbewegung kann senkrecht oder im Winkel zu der Drehachse durchgeführt werden. Vorzugsweise sind Mittel zur Vorgabe der Richtung der Hubbewegung vorgesehen. The method according to the invention for operating a machine for working behind a rotating axis Workpiece provides that based on specified parameters first control signals are calculated with which the Linear motor is driven to perform a lifting movement. The lifting movement can be perpendicular or at an angle to the Axis of rotation are carried out. Means for Specification of the direction of the lifting movement is provided.

Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. The subclaims describe advantageous configurations of the method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm weist Programmcodemittel zur Durchführung der Berechnung der Steuersignale in einer Steuereinrichtung auf. The computer program according to the invention has Program code means for performing the calculation of the control signals in a control device.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt umfaßt Programmcodemittel zur Berechnung der Steuersignale in einer Steuereinrichtung, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind. The computer program product according to the invention comprises Program code means for calculating the control signals in one Control device based on a computer readable Data carriers are stored.

Als geeignete Datenträger kommen EEPROMs und Flashmemories, aber auch CD-ROMs, Disketten, Band- und Festplattenlaufwerke zum Einsatz. EEPROMs and flash memories come as suitable data carriers, but also CD-ROMs, floppy disks, tapes and Hard drives used.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale 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. Further advantages and refinements of the invention result itself from the description and the accompanying drawing. It is understood that the above and the Features to be explained below not only in the combination given in each case, but also in others Combinations or alone can be used without to leave the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. The invention is based on exemplary embodiments in the Drawing shown and is below Reference to the drawing explained in more detail.

Fig. 1 verdeutlicht in einer schematischen Darstellung die Vorgehensweise beim Hinterdrehen. Fig. 1 illustrates in a schematic representation the procedure for turning.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Fig. 1. FIG. 2 shows a section from FIG. 1.

Fig. 3 zeigt die Vorgehensweise beim Hinterdrehen bzw. Hinterschleifen in Draufsicht. Fig. 3 shows the procedure for back turning or back grinding in plan view.

Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Hubbewegung eines Werkzeugs in einer Maschine zum Hinterarbeiten. Fig. 4 shows a schematic representation of an advantageous embodiment of the device according to the invention for carrying out a lifting movement of a tool in a machine for backworking.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung. Fig. 5 shows a further embodiment of the device according to the invention in a sectional view.

Fig. 6 zeigt in einem Flußdiagramm den Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 6 is a flowchart showing the sequence of a preferred embodiment of the method according to the invention.

Fig. 1 verdeutlicht die Vorgehensweise beim Hinterdrehen. Zu erkennen ist ein Werkzeug 10, in diesem Fall ein Meißel 10, und ein Wälzfräser 12, der bei der Hinterarbeitung in Richtung eines Pfeils 14 gedreht wird. Der Wälzfräser 12 verfügt über eine Anzahl von radial angeordneten Zähnen 16, die zu hinterdrehen sind. Ein schraffierter Bereich 18, verdeutlicht dabei, welcher Teil der Zähne 16 jeweils am Zahnkopf abgetragen werden muß. Fig. 1 illustrates the procedure when turning. A tool 10 can be seen , in this case a chisel 10 , and a hob 12 , which is rotated in the direction of an arrow 14 during the reworking. The hob 12 has a number of radially arranged teeth 16 which are to be turned. A hatched area 18 clarifies which part of the teeth 16 must be removed from the tooth head.

Während der Drehbewegung des Wälzfräsers 12 wird dabei der Meißel 10 in Richtung eines Doppelpfeils 20 hin- und herbewegt. Ein Doppelpfeil 22 verdeutlicht den Hub des Meißels 10 bei der Bearbeitung. Eine gestrichelte Linie 24 zeigt den Verlauf der vorderen Kante des Meißels 10 bei der Rückwärtsbewegung an. During the rotary movement of the hob 12 , the chisel 10 is moved back and forth in the direction of a double arrow 20 . A double arrow 22 shows the stroke of the chisel 10 during processing. A dashed line 24 shows the course of the front edge of the chisel 10 during the backward movement.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus der Fig. 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist der Bereich 18, der den Materialabtrag am Zahnkopf darstellt. Dabei werden auch die Zahnflanken hinterarbeitet. Die gestrichelte Linie 24 gibt die Meißelbahn bei der Rückwärtsbewegung des Meißels 10 im Bereich einer Zahnlücke 26 wieder. Der Verlauf 28 des Rückens des Zahns 16 gibt einen Abschnitt einer archimedischen Spirale wieder. In Fig. 2 is a detail of FIG. 1. The area 18 , which represents the material removal on the tooth tip, can be clearly seen. The tooth flanks are also reworked. The dashed line 24 represents the chisel path when the chisel 10 moves backward in the region of a tooth gap 26 . The course 28 of the back of the tooth 16 represents a section of an Archimedean spiral.

In Fig. 3 ist ein zu bearbeitender Wälzfräser 30 und ein Profilwerkzeug 32 (Drehstahl, Profilschleifscheibe) dargestellt. Bei der Bearbeitung wird der Wälzfräser 30 um eine Achse 34 gedreht, währenddessen das Profilwerkzeug 32 in Richtung eines Doppelpfeils 36 hin- und herbewegt wird. Das dargestellte Profilwerkzeug 32 fährt dabei zwischen Zähne 38 des Wälzfräsers 30 in Zahnlücken 40. In Fig. 3 a to be processed hob 30 and a shaping tool 32 is shown (turning tool, grinding wheel). During machining, the hob 30 is rotated about an axis 34 , during which the profile tool 32 is moved back and forth in the direction of a double arrow 36 . The profile tool 32 shown moves between teeth 38 of the hob 30 in tooth gaps 40 .

In Fig. 4 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung einer Hubbewegung eines Werkzeugs in einer Maschine zum Hinterarbeiten dargestellt. Die Vorrichtung, insgesamt mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet, weist einen Linearmotor 52 auf. Der Linearmotor 52 umfaßt einen Primärteil 54 und einen Sekundärteil 56. Der Sekundärteil 56 ist auf einer schwenkbaren Grundplatte 58 befestigt. Mittels dieser schwenkbaren Grundplatte ist die Richtung der Hubbewegung in Bezug zu der Drehachse einstellbar. Auf dem Primärteil 54 ist eine Schlittenplatte 60 angebracht, auf der wiederum ein Meißelhalter 62 angeordnet ist. In dem Meißelhalter 62 ist ein Meißel 64 mittels Feststellschrauben 66 fixiert. In FIG. 4, an advantageous embodiment of the device according to the invention for carrying out a stroke movement of a tool in a machine for working behind. The device, generally designated by the reference number 50 , has a linear motor 52 . The linear motor 52 comprises a primary part 54 and a secondary part 56 . The secondary part 56 is fastened on a pivotable base plate 58 . The direction of the lifting movement in relation to the axis of rotation can be adjusted by means of this pivotable base plate. A slide plate 60 is attached to the primary part 54 , on which in turn a chisel holder 62 is arranged. A chisel 64 is fixed in the chisel holder 62 by means of locking screws 66 .

Des weiteren ist in der Darstellung eine Führungsschiene 68 zu erkennen, in der eine mit der Schlittenplatte 60 verbundene Linearführung 70 geführt ist. Furthermore, a guide rail 68 can be seen in the illustration, in which a linear guide 70 connected to the slide plate 60 is guided.

Weiterhin zeigt die Darstellung einen Wälzfräser 72, der bei der Bearbeitung in Richtung eines Pfeils 74 gedreht wird. Während der Drehung des Wälzfräsers 72 wird der Meißel 64 in Richtung eines Doppelpfeils 76 hin- und herbewegt. Diese Hin- und Herbewegung bzw. die Hubbewegung erfolgt durch Bewegen des Primärteils 54 in Bezug zu dem Sekundärteil 56, also mittels des Linearmotors 52. Der Vorschub des Meißels 64 ist vorzugsweise während des Schnittes gleichmäßig zur Werkstückachse hingerichtet. Die Zahnlücken sind in der Regel schon vorgefertigt. Vor Erreichen des nächsten Zahnes muß der Meißel 64 schnell wieder zurückbewegt werden. Dieser Vorgang wiederholt sich für jeden Zahn. Furthermore, the illustration shows a hob 72 which is rotated in the direction of an arrow 74 during processing. During the rotation of the hob 72 , the chisel 64 is moved back and forth in the direction of a double arrow 76 . This back and forth movement or the lifting movement takes place by moving the primary part 54 in relation to the secondary part 56 , that is to say by means of the linear motor 52 . The advance of the bit 64 is preferably directed uniformly to the workpiece axis during the cut. The tooth gaps are usually already prefabricated. Before reaching the next tooth, the chisel 64 must be moved back quickly. This process is repeated for each tooth.

Die Hub- und die Zustellbewegung der dargestellten Vorrichtung erfolgt durch den elektrisch angetriebenen Linearmotor 52 und nicht wie bisher üblich über eine mechanisch angetriebene Hubkurve, die der Hubform entspricht und einer zusätzlichen linearen Zustellachse. Auf diese Weise sind wesentlich schnellere Hubbewegungen möglich. Beliebige Kurven sind fahrbar, ohne daß eine Hubkurve gewechselt werden muß. The stroke and the infeed movement of the device shown is carried out by the electrically driven linear motor 52 and not, as was previously the case, via a mechanically driven stroke curve which corresponds to the stroke shape and an additional linear infeed axis. In this way, much faster lifting movements are possible. Any curves can be driven without having to change a lifting curve.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Schnittdarstellung gezeigt. Zu erkennen ist wiederum ein Linearmotor 80, der einen Primärteil 82 und einen Sekundärteil 84 aufweist. Der Sekundärteil 84 ist dabei auf einer Drehtellerplatte 86 angebracht. Eine Schlittenplatte 88 ist mit dem Primärteil 82 verbunden. Die gesamte Anordnung ist auf einem Werkzeugschlitten 90 befestigt. Auf der Schlittenplatte 88 ist eine Distanzplatte 92 angeordnet. Auf dieser wiederum befindet sich ein Werkzeughalter 93, bspw. ein Halter für einen Meißel oder ein Halter für einen Schleifkopf. In dem Werkzeughalter 93 befindet sich mittels einer Feststellschraube 94 eingespannt ein Meißel 96 und ein Distanzstück 98. Ein Führungswagen 100 ist mit einem Dämpfungsschlitten in einer Führungsschiene 102 geführt. Weiterhin ist ein Längenmeßsystem 104 vorgesehen, mit dem die Position des Meißels 96 bestimmt werden kann. In Fig. 5, a further embodiment of the device according to the invention is shown in a sectional view. A linear motor 80 can again be seen, which has a primary part 82 and a secondary part 84 . The secondary part 84 is mounted on a turntable plate 86 . A sled plate 88 is connected to the primary part 82 . The entire arrangement is fastened on a tool slide 90 . A spacer plate 92 is arranged on the slide plate 88 . A tool holder 93 , for example a holder for a chisel or a holder for a grinding head, is located on this in turn. A chisel 96 and a spacer 98 are clamped in the tool holder 93 by means of a locking screw 94 . A guide carriage 100 is guided with a damping slide in a guide rail 102 . A length measuring system 104 is also provided, with which the position of the bit 96 can be determined.

Die dargestellte Vorrichtung stellt einen kombinierten Zustell- und Hubschlitten mit Linearantrieb zum Hinterarbeiten von Zerspanwerkzeugen, wie z. B. Wälzfräsern, dar, bei dem die Richtung der Hub- und Zustellbewegung zu der Drehachse einstellbar ist. Der Meißel 96 wird über den Linearmotor 80, der aus dem Primärteil 82 und dem Sekundärteil 84 besteht, angetrieben. Der Sekundärteil 84, der in diesem Fall ein Dauermagnet ist, ist fest mit der Drehtellerplatte 86 verbunden. Die Drehtellerplatte 86 sitzt drehbar auf dem Werkzeugschlitten 90 einer Hinterdrehmaschine, um Winkeleinstellungen vornehmen zu können. The device shown represents a combined feed and lifting slide with a linear drive for working behind cutting tools, such as. B. hob cutters, in which the direction of the stroke and feed movement to the axis of rotation is adjustable. The chisel 96 is driven by the linear motor 80 , which consists of the primary part 82 and the secondary part 84 . The secondary part 84 , which in this case is a permanent magnet, is firmly connected to the turntable plate 86 . The turntable plate 86 is rotatably seated on the tool slide 90 of a rear lathe in order to be able to make angle adjustments.

Der Primärteil 82, der fest mit der Schlittenplatte 88 verbunden ist, ist mittels des Führungswagens 100 auf der Führungsschiene 102 verfahrbar. Die Dämpfungsschlitten haben die Aufgabe, Schwingungen zu reduzieren bzw. zu verhindern. Auf der Schlittenplatte 88 befindet sich der Werkzeughalter 93 und dazwischen ggf. die Distanzplatte 92, um die Gesamthöhe anpassen zu können. Um die relative Position des Primärteils 82 bzgl. des Sekundärteils 84 und damit die absolute Position der Hub- und Zustelleinheit bestimmen zu können, benötigt eine nicht dargestellte Steuereinrichtung das Längenmeßsystem 104, das diese Position erfaßt und diese Position kennzeichnende Signale ausgibt. The primary part 82 , which is fixedly connected to the slide plate 88 , can be moved on the guide rail 102 by means of the guide carriage 100 . The damping slides have the task of reducing or preventing vibrations. The tool holder 93 and, if necessary, the spacer plate 92 are located on the slide plate 88 in order to be able to adjust the overall height. In order to be able to determine the relative position of the primary part 82 with respect to the secondary part 84 and thus the absolute position of the lifting and delivery unit, a control device (not shown) requires the length measuring system 104 , which detects this position and outputs signals characterizing this position.

In Fig. 6 ist in einem Flußdiagramm der Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In Fig. 6 is a flowchart of the sequence of a preferred embodiment is shown of the inventive method.

In einem Schritt 110 erfolgt die Eingabe der notwendigen Parameter. Dies erfolgt in der Regel durch den Nutzer, der dabei die Geometrie des zu bearbeitenden Werkstücks und des eingesetzten Werkzeugs vorgibt. The necessary parameters are entered in a step 110 . This is usually done by the user, who specifies the geometry of the workpiece to be machined and the tool used.

In einem darauffolgenden Schritt 112 erfolgt die grundlegende Berechnung verschiedener Positionen, Parameter und allgemeiner Werte. In einem Schritt 114 wird die Startposition angefahren. Anschließend werden in einem Schritt 116 die Verfahrpositionen berechnet, die Abbruchbedingung geprüft, und, bspw. beim Bearbeitungsende, die Bearbeitung beendet. Falls dies nicht der Fall ist, erfolgt in einem Schritt 118 das Abfahren der berechneten Sätze. Ist der Bearbeitungsvorgang abgeschlossen, wird in einem Schritt 120 die Endposition angefahren. In a subsequent step 112 , the basic calculation of various positions, parameters and general values takes place. The start position is approached in a step 114 . The travel positions are then calculated in a step 116 , the abort condition is checked, and, for example, at the end of the processing, the processing is ended. If this is not the case, the calculated records are executed in a step 118 . If the machining process is completed, the end position is approached in a step 120 .

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß zunächst die Grundbewegung über die Geometrie des Werkstücks bestimmt werden. Dazu gehören die Axialsteigung und Steigungsrichtung. Die Anzahl der Zähne auf dem Umfang des Werkstücks, die Nutensteigung und Nutensteigungsrichtung, die Größe der Hinterarbeitung und die Bewertung der Hinterarbeitung. Die Hubbewegung besteht im allgemeinen aus Linearinterpolationen zwischen den drei Achsen, da in der Regel eine archimedische Spirale bei der Hinterarbeitung gefahren wird. Dabei muß diese Linearinterpolation hochgenau und in hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden. Dies wird bspw. durch eine CNC-Steuerung gewährleistet, die die Achsen in Lageregelung hält. Die Achsen sind die Drehachse, die Achse parallel zu der Drehachse und die kombinierte Hub- und Zustellachse senkrecht bzw. im Winkel zu der Drehachse. In the method according to the invention, the Basic movement can be determined via the geometry of the workpiece. This includes the axial pitch and direction of the pitch. The Number of teeth on the circumference of the workpiece Groove pitch and direction, the size of the Back office and the evaluation of the back office. The The stroke movement generally consists of linear interpolations between the three axes, since usually one Archimedean spiral is driven in the rework. there this linear interpolation must be highly precise and high Speed. This is, for example, by a CNC control ensures that the axes are in position control holds. The axes are the axis of rotation, the axis parallel to the axis of rotation and the combined lifting and infeed axis perpendicular or at an angle to the axis of rotation.

Bei der Bearbeitung wird die Zustell- und Hubachse auf einem einstellbaren Weg pro Zahn in Richtung der Werkstückachse verfahren und dabei mit der Drehachse und der zu der Drehachse parallelen Achse in der Steigung am Fräser entlanggefahren. In dieser Zeit findet die eigentliche Bearbeitung statt, d. h. das Werkzeug nimmt einen Span vom Werkstück ab. Dabei ist es unerheblich, ob die Bearbeitung mit einem Hinterdrehmeißel oder einer Schleifscheibe durchgeführt wird. Der Unterschied liegt nur in der unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeit, die entweder nur aus der Werkstückdrehachse (Hinterdrehen) oder aus einer Kombination zwischen Werkstückdrehachse und der Schleifscheibe (Hinterschleifen) kommt. Der restliche Weg bis zum Beginn der nächsten Verfahrbewegung (nächster Zahn) wird dann zum Ausheben des Werkzeugs aus dem Werkstück verwendet. When machining, the infeed and lifting axes are opened an adjustable path per tooth in the direction of the Move the workpiece axis and with the axis of rotation and the Rotation axis parallel axis in the slope on the milling cutter driven along. During this time the real one takes place Processing instead, d. H. the tool removes a chip Workpiece. It is irrelevant whether the processing with a turning tool or a grinding wheel is carried out. The only difference is that different cutting speed, either only from the Workpiece axis of rotation (turning behind) or from a Combination between workpiece axis of rotation and the grinding wheel (Grinding) comes. The rest of the way to the beginning of the The next movement (next tooth) then becomes The tool is lifted out of the workpiece.

Ein Problem tritt dabei in den Umkehrpunkten der Hubachse auf. In diesen Momenten müssen eigentlich, da die Hubachse ihre Verfahrrichtung umdreht und die Achsen in Lageregelung sind, alle Achsen kurz anhalten. Um jedoch ein gleichmäßiges Drehen der Werkstückachse zu erreichen, darf dies selbstverständlich nicht passieren. Deshalb wurden in den Steuerungsprogrammen der CNC-Steuerung und in den Antrieben verschiedene Optionen verwendet, die eine nahezu gleichmäßige Drehzahl der Werkstückachse ermöglichen. A problem occurs in the reversal points of the lifting axis on. At these moments, actually, because the lifting axis reverses their direction of travel and the axes in position control stop all axes briefly. However, in order to To achieve uniform rotation of the workpiece axis, this is allowed of course not happen. Therefore, in the Control programs of the CNC control and in the drives used different options, one almost enable uniform speed of the workpiece axis.

Um hohe Hubfrequenzen zu erreichen, werden in den Steuerungsprogrammen während der Abarbeitung des Programms ständig die Verfahrbewegungen der einzelnen Achsen im voraus berechnet. Die Soll-Positionen der Achsen werden dabei in einem Parameterfeld abgelegt und anschließend am Werkstück abgefahren. Damit ist gewährleistet, daß auch bei hohen Hubfrequenzen die Bewegungen immer gleichmäßig ablaufen können. In order to achieve high stroke frequencies, the Control programs during the execution of the program constantly the travel movements of the individual axes in advance calculated. The target positions of the axes are in stored in a parameter field and then on the workpiece left. This ensures that even at high Stroke frequencies the movements always run evenly can.

Claims

1. Machine for working behind a workpiece ( 12 , 30 , 72 ) rotating about an axis of rotation with a tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ), in which a linear motor ( 52 , 80 ) for carrying out a lifting movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) is provided.

2. Machine according to claim 1, wherein the direction of Stroke movement in relation to the axis of rotation is adjustable.

3. Machine according to claim 1 or 2, in which one Control device is provided.

4. Machine according to one of claims 1 to 3, wherein the linear motor ( 52 , 80 ) comprises a primary part ( 54 , 82 ) and a secondary part ( 56 , 84 ), the primary part ( 54 , 82 ) for executing the lifting movement of the Tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) is used.

5. Machine according to one of claims 1 to 4 in which the linear motor ( 52 , 80 ) also serves to carry out a feed movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ).

6. Machine according to one of claims 1 to 5, are provided in the position transmitter for detecting the position of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ).

7. Machine according to claim 6, in which regulations for regulating the position of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) are provided.

8. Device for carrying out a lifting movement of a tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) in a machine for backworking a rotating workpiece ( 12 , 30 , 72 ), in which a linear motor ( 52 , 80 ) is provided for carrying out the lifting movement.

9. The device of claim 8, wherein the direction of Stroke movement in relation to an axis of rotation is adjustable.

10. The device according to claim 8 or 9, wherein the linear motor ( 52 , 80 ) comprises a primary part ( 54 , 82 ) and a secondary part ( 56 , 82 ), the primary part ( 54 , 82 ) for executing the lifting movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) is used.

11. The device according to one of claims 8 to 10, in which the linear motor ( 52 , 80 ) is also used to carry out a feed movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ).

12. Device according to one of claims 8 to 11, in which a on a guide rail ( 68 , 102 ) movable guide carriage ( 100 ) is provided.

13. The apparatus of claim 12, wherein in addition Damping slides are provided.

14. Control device for use with a machine for reworking a workpiece ( 12 , 30 , 72 ) rotating about an axis of rotation, which has first means for calculating first control signals based on predetermined parameters, a linear motor ( 52 , 80 ) being generated by means of the generated first control signals. to carry out a lifting movement of a tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ).

15. Control device according to claim 14, the one CNC control includes.

16. Control device according to claim 14 or 15, which has second means for calculating second control signals on the basis of predetermined parameters, the linear motor ( 52 , 80 ) for performing an infeed movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) by means of the generated second control signals. is to be controlled.

17. Control device according to one of claims 14 to 16, which has third means for calculating third control signals on the basis of predetermined parameters, wherein, by means of the generated third control signals, movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) parallel to the axis of rotation of the workpiece ( 12 , 30 , 72 ).

18. Control device according to one of claims 14 to 17, in which at least one control is provided which regulates the position of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) on the basis of the received control signals and by means of position signals generated by position transmitters.

19. Method for operating a machine for back-working a workpiece ( 12 , 30 , 72 ) rotating about an axis of rotation, in which first control signals are calculated on the basis of predetermined parameters, with which a linear motor ( 52 , 80 ) is used to carry out a lifting movement of a tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) is controlled.

20. The method according to claim 19, in which second control signals are calculated with which the linear motor ( 52 , 80 ) is actuated to carry out an infeed movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ).

21. The method according to claim 19 or 20, in which third control signals are calculated with which a movement of the tool ( 10 , 32 , 64 , 96 ) is carried out parallel to the axis of rotation.

22. The method according to any one of claims 19 to 21, in which the generated control signals are entered into regulations become.

23. The method according to any one of claims 19 to 22, in which the direction of the lifting movement is set.

24. Computer program with program code means for Implementation of a method according to one of claims 19 to 22, in particular in a control device according to one of the Claims 14 to 18.

25. Computer program product with program code means that are stored on a computer-readable data medium, for carrying out a method according to one of the claims 19 to 22, in particular in a control device according to one of claims 14 to 18.