DE2902761A1 - Numerically controlled gear teeth generator - has separate drive for tool and workpiece spindles with speed-setting planetary gearing - Google Patents
Numerically controlled gear teeth generator - has separate drive for tool and workpiece spindles with speed-setting planetary gearingInfo
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Abstract
Description
ZAHNRADFRÄSMASCHINE MIT NUMERISCHER GEAR MILLING MACHINE WITH NUMERIC
STEUERUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Werkzeugmaschinenbau, insbesondere auf Zahnradfräsmaschinen mit numerischer Steuerung. CONTROL The present invention relates to machine tool construction, especially on gear milling machines with numerical control.
Am effektivsten kann die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Zahnradfräsmaschine zur Erzeugung von geradverzahnten, schrägverzahnten Rädern, Schneckenrädern, Rädern mit balliger und kegeliger Zahnform sowie von unrunden Zahnrädern verwendet werden. The most effective one can be carried out according to the present invention Gear milling machine for the production of straight-toothed, helical-toothed wheels, Worm gears, gears with crowned and conical tooth shape as well as non-circular gears be used.
Es ist eine Zahnrädfräsmaschine bekannt, bei der ein Systern der numerischen Steuerung zur scherenlosen (d. h. ohne Räderschere eines Schaltgetriebes) Einstellung von Antrieben zur Drehung von Werkstückspindel und Werkzeugspindel sowie zur geradlinigen Verschiebung der Werkzeugspindel, die in einem zur Drehung um die eigene Achse vorgerichteten Werkzeugsupport angeordnet ist, vorgesehen ist. There is a gear milling machine is known in which a system of numerical control for scissor-less (i.e. without gear scissors of a gearbox) Setting of Drives for rotating the workpiece spindle and tool spindle as well as for the linear displacement of the tool spindle, which in one for rotation Tool support is arranged around its own axis, is provided.
Bei der bekannten Maschine ist das System der numerischen Steuerung mit Rückkopplung ausgeführt und mit hochpräzisen Gebern der geradlinigen Verschiebung der Werkstückspindel sowie einem speziellen Folgesystem des Drehantriebs für Werkstückspindel und Werkzeugspindel mit Stellungsgebern der Werkstück-- und der Werkzeugspindel versenen. In the known machine the system is numerical control executed with feedback and with high-precision encoders of the linear displacement the workpiece spindle as well as a special follow-up system of the rotary drive for the workpiece spindle and tool spindle with position sensors for the workpiece and tool spindle sanded.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine ist die Umlaufgeschwindigkeit der Werkstückspindel, die über ein Teilschneckenpaar mit ihrem Drehantrieb verbunden iat, von der Umlaufgeschwindigkeit der Werkzeugspindel, der Anzahl der zu erzeugenden Zähne und der Geschwindigkeit der geradlinigen Verschiebung der Werkzeugspindel bei der Bearbeitung von Schnecken- und schrägverzahnten Rädern abhängig. Die Einstellung des elektronischen Systems des Folge antriebs kommt durch Veränderung der Frequenz von Synohronisationssignalen zustande, die von den Stellungsgebern erzeugt werden und deren Verhältnis mittels Schalter am Schaltpunkt der Maschine gewählt werden i>nn. In the known machine tool, the rotational speed is the workpiece spindle, which is connected to its rotary drive via a pair of partial worms iat, from the rotational speed of the tool spindle, the number of to be generated Teeth and the speed of the rectilinear movement of the tool spindle when machining worm and helical gears. The setting of the electronic system of the following drive comes from changing the frequency from synchronization signals generated by the position sensors and their ratio can be selected using a switch at the switching point of the machine i> nn.
Bei der bekannten Maschine wird mit Hilfe des Systems der numerischen Steuerung die Positionierung des die Werxzeugspindel tragenden Werzeugsupports gewährleistet, Seinem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann ist bekannt, das unter der Positionierung eine automatische Einstellung der Baugruppen der Maschine in die Ausgangsstellung verstanden wird. In the known machine, with the help of the system of the numerical Control ensures the positioning of the tool support carrying the tool spindle, Those skilled in the art will know that under positioning an automatic setting of the machine assemblies in the starting position is understood.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine erfolgt die Drehung des die Werkzeugspindel tragenden Werkzeugsupports um seine Achse von Hand/Werkzeugmaschine Mod. PA 300 NC der BRD-Firma Pfauter/. In the known machine tool, the rotation of the tool spindle takes place load-bearing tool supports around its axis by hand / machine tool Mod. PA 300 NC of the FRG company Pfauter /.
Zu den Nachteilen der bekannten Werkzeugmaschine sind zu zählen: Unzureichend große Möglichkeiten der bekannten Maschine in der Ausnutzung von Geschwindigkeitszuständen bei Änderung der Zähnezahl und Form der zu bearbeitenden Räder, die von der Charakteristik der Antriebe der Werkstück- und der Werkzeugspindel abhängen. The disadvantages of the known machine tool include: Insufficiently large possibilities of the known machine in the utilization of speed states when changing the number of teeth and the shape of the gears to be machined, depending on the characteristic the drives of the workpiece and tool spindle.
Unzureichend hohe Genauigkeit der zu erzeugenden Zahnräder. Insufficiently high accuracy of the gears to be produced.
Recht hohe Anforderungen an die Steifigkeit und Herstellungsgenauigkeit der Drehantriebe von Werkstück- und Werkzeugspindeln. Quite high demands on rigidity and manufacturing accuracy the rotary drives of workpiece and tool spindles.
Bei der bekannten Zahnradfräsmaschine wird ziemlich viel Zeit für das Umrichtern der Maschine bei der Dreht des Werkzeugsupports um die eigene Achse beim Wechsel und Anstellen des Werkzeugs aufgewandt. In the case of the known gear milling machine, there is quite a lot of time for converting the machine when the tool support rotates around its own axis expended when changing and adjusting the tool.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradfräsmaschine mit System der numerischen Steuer zu schaffen, bei der die Werkstückspindel und die Werkzeugspindel so mit7 einander verbunden wären, daß es dadurch möglich wird" Zahnräder verschiedener Form mit unterschiedlicher Zähne zahl von recht hoher Genauigkeit herzustellen und die Drehung des Werkse ugsupports um die eigene Achse zu automatisieren. The invention is based on the object of a gear milling machine to create with system of numerical control in which the workpiece spindle and the tool spindle would be connected to each other in such a way that it becomes possible " Gears of different shapes with different teeth number of quite high accuracy and automate the rotation of the factory support around its own axis.
Diese Aufgabe wird durch Schaffung einer Zahnradfräsmaschine gelöst, bei der ein System der numerischen Steuerung zur scherenlosen Einstellung der Antriebe zur Drehung der Werkstückspindel und der Werkzeugspindel sowie zur geradlinigen Verschiebung der Werkzeugspindel, die in einem zur Drehung um die eigene Achse vorgerichteten Werkzeugsupport angeordnet ist, vorgesehen ist, erfindungsgemäß die Werkstückspindel und die Werkzeugspindel über eine kinematische Kette verbunden sind, die eine Einrichtung mit einem unabhängigen Antrieb zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit der Werkstückspindel besitzt, welcher Antrieb durch das System der numerischen bteuerung gesteuert wird, mit dem der Werkzeugsupport zur Drehung um die eigene Achse operativ verbunden ist. This task is accomplished by creating a gear milling machine solved, in which a system of numerical control for the adjustment of the drives without shears for rotating the workpiece spindle and the tool spindle as well as for linear Displacement of the tool spindle, which is prepared for rotation around its own axis Tool support is arranged, is provided, according to the invention, the workpiece spindle and the tool spindles are connected via a kinematic chain, which is a device with an independent drive to change the rotating speed of the workpiece spindle owns which drive is controlled by the numerical control system, with which the tool support is operatively connected for rotation around its own axis.
Dank einer solchen Ausführung wird die Zeit für das Umrichten der Zahnraafräsmaschine verringert und die Genauigkeit beim Erzeugen von Zahnrädern verschiedener Form erhöht. Thanks to such a design, the time for converting the Reduced gear milling machine and the accuracy when generating gears different form increases.
Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die Einrichtung zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit der Werkstückspindel in Form eines Umlaufgetriebes ausgeführt ist, und ihr unabhängiger Antrieb durch das System der numerischen Steuerung so gesteuert wird, daß seine Drehgeschwindigkeit auf die Umlaufgeschwindigkeit der Werkzeugspindel und die Geschwindigkeit der geradlinigen Verschiebung der Werkzeugspindel abgestimmt ist. It is also useful that the device for change the rotational speed of the workpiece spindle in the form of a planetary gear is, and their independent drive by the numerical control system like that is controlled that its speed of rotation to the rotational speed of the Tool spindle and the speed of the rectilinear movement of the tool spindle is matched.
Eine derartige Ausführung der Einrichtung zur Veränderung der Umlauffgeschwindigkeit der Werkstückspindel ist recht einfach und bequem im Betrieb. Und der unabhängige Antrieb, der durch das System der numerischen Steuerung gesteuert wird, gestattet es, die Genauigkeit beim Erzeugen von Zahnrädern und die Arbeitsleistung zu steigern. Such an embodiment of the device for changing the rotational speed the workpiece spindle is quite simple and convenient to use. And the independent one Drive controlled by the numerical control system is allowed it is to increase the accuracy in generating gears and the work efficiency.
Zum Vergleich der Bearbeitungsgenauigkeit auf der erz in dungsgemäßen Maschine und auf der bekannten Maschine, die durch Ubereinstimmung der Drehantriebs für Werkstückspindel und Werkzeugspindel bestimmt wird, gilt die Beziehung: A 360.60.60.z.m # = # # iuml # # iteil # µm Zo 412 worin bedeuten: 6 - lineare Größe der Nichtübereinstimmung des Umlaufs der Werkstückspindel und der Werkzeugspindel in µm auf dem Teildurchmesser des Werkstücks bei z.m. # D, wobei D maximaler Bearbeitungsdurchmesser auf der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; A - Verstimmungswinkel des unabhängigen Antriebs in bezug auf den Antrieb der Werkzeugspindel /in Teilen des Umfangs); der Einrichtung iuml Übersetzungsverhältnis/ mit dem unabhängigen Antrieb; A - Festwert der kinematischen Gliederkette; Z0 - Zähnezahl, für die die kinematische Gliederkette eingerichtet ist; iteil Übersetzungsverhältnis des Teilschneckenpaares; z - Zähnezahl des zu bearbeitenden Rades; m - Modul des zu bearbeitenden Rades. To compare the machining accuracy on the ore in accordance with the invention Machine and on the known machine made by matching the rotary drive is determined for workpiece spindle and tool spindle, the following relationship applies: A 360.60.60.z.m # = # # iuml # # iteil # µm Zo 412 where mean: 6 - linear amount of mismatch the rotation of the workpiece spindle and the tool spindle in µm on the part diameter of the workpiece at z.m. # D, where D is the maximum machining diameter based on the invention Machine tool; A - detuning angle of the independent drive with respect to the drive of the tool spindle / in parts of the circumference); the device iuml transmission ratio / with independent drive; A - fixed value of the kinematic link chain; Z0 - Number of teeth for which the kinematic link chain is set up; iteil gear ratio of the partial screw pair; z - number of teeth of the wheel to be machined; m - module of the wheel to be machined.
Fur die bekannte Werkzeugmaschine ist #1 die lineare Größe der Nichtubereinstimmung des Umlaufs der Werkstückspindel und der Werkzeugspindel in juni auf dem Teildurchmesser des Werkstücks beim Verstimmungswinkel #1 des Drehantriebs des Werkstucks in bezug auf den Drehantrieb des Werkzeugs, wobei #1 - in Teilen des Umfangs. For the known machine tool, # 1 is the linear amount of mismatch of the rotation of the workpiece spindle and the tool spindle in June on the part diameter of the workpiece at detuning angle # 1 of the rotary drive of the workpiece on the rotary drive of the tool, where # 1 - in parts of the circumference.
360-60.60.z.m # 1 = # 1 # iteil.1 # µm 412 iteil.1 - Übersetzungsverhältnis des Teilungspaares der bekannten Werkzeugmaschine für gleiche Größen # 1 und Die Verstimmungswinkel 1 und A der Antriebe werden durch die Abhängigkeit bestimmt: 360.60.60 A 360.60.60.: #1. iteil.1 # = # # iuml # # iteil 412 Zo 412 iteil 0 1 iteil iuml # A Bei der begrenzten Umlauffrequenz der Antriebe der Werkstückspindel und der Werkzeugspindel, die bei der bekannten Maschine 1000 U/min beträge, ist iteil # die Vermin-35 derung von iteil.1 setzt die technologischen Möglichkeiten der Maschine herab.360-60.60.z.m # 1 = # 1 # iteil.1 # µm 412 iteil.1 - transmission ratio of the pitch pair of the known machine tool for equal sizes # 1 and die Detuning angles 1 and A of the drives are determined by the dependency: 360.60.60 A 360.60.60 .: # 1. iteil.1 # = # # iuml # # iteil 412 Zo 412 iteil 0 1 iteil iuml # A At the limited rotational frequency of the drives of the workpiece spindle and the tool spindle, which amounts to 1000 rpm in the known machine iteil # the reduction of iteil.1 sets the technological possibilities the machine.
Für die vorliegende Erfindung ist iuml = 1/@; 6 iteil # A =1/3# Zo wird durch die Wahl der Bearbeitungszone nach der Zahl von zu schneidenden Zähne bestimmt. Auf der Maschine können mehrere Zonen zu ae Zo ausgeführt sein. Beispielsweise ist Zo = 20-40-60-80. Hierbei ergibt sich der zulässige Verstimmungswinkel der erfindungsgemäßen Maschine bei der gleichen Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks zu @.@.Zo Zo # = #1 # # # #1' 35 @ d.h. die Größe der Nichtübereinstimmung der Antriebe der Werkstückspindel, der Werkzeugspindel und des unabhängigen Antriebs der vorliegenden Erfindung kann beträchtlich größer sein als bei der bekannten Maschine bei gleicher Genauigkeit der übers einstimmung des Umlaufs der Werkstück und der Werkzeugspindel. For the present invention iuml = 1 / @; 6 iteil # A = 1/3 # Zo is made by choosing the machining zone according to the number of teeth to be cut certainly. Several zones can be designed to ae Zo on the machine. For example is Zo = 20-40-60-80. This results in the permissible detuning angle according to the invention Machine with the same machining accuracy of the workpiece to @. @. Zo Zo # = # 1 # # # # 1 '35 @ i.e. the size of the mismatch of the Drives of the workpiece spindle, the tool spindle and the independent drive the present invention can be considerably larger than the known machine with the same accuracy of the agreement of the rotation of the workpiece and the Tool spindle.
Auf der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird die Bearbeitung von unrunden Rädern unter Ausnutzung der Verbindung zwischen dem Drehantrieb der Werkzeugspindel, der Einrichtung mit dem unabhängigen Antrieb und dem Antrieb zur Verschiebung des Werkzeugsupports in radialer Richtung /d.h. durch Änderung des Mittenabstandes zwischen der Werkstück- und und Werkseugachse/ ermöglicht. On the machine tool according to the invention, the machining of out of round wheels using the connection between the rotary drive of the tool spindle, the device with the independent drive and the drive for moving the Tool supports in the radial direction / i.e. by changing the center-to-center distance between the workpiece and plant eye axis / enables.
Die Veränderung der Geschwindigkeit des unabhängigen Antriebs des Werkstücks in bezug auf die Werkzeuggeschwindigkeit bei der Bearbeitung von unrunden Rädern wird durch Einführung eines Programms der Ubereinstimmung der Antriebe von einem Lochstreifen oder einem Speicher des Systems vorgenommen. The change in the speed of the independent drive of the Workpiece in relation to the tool speed when machining non-round Wheels is made by introducing a program of matching the drives of made a punched tape or a memory of the system.
Außerdem ermöglicht die vorgeschlagene Erfindung eine Korrektur von systematisch wirkenden Fehlern in der kinematischen Kette durch Einführung in das Programm zur Übereinstimmung der Antriebe von Größen, die den systematisch wirkenden Fehlern der kinematischen Ketten entsprechen. In addition, the proposed invention enables correction of systematically acting errors in the kinematic chain through an introduction to the Program for the correspondence of the drives of sizes that the systematically acting Correspond to errors of the kinematic chains.
Es empfiehlt sich, daß zur Drehung des Werkzeugsupports um die eigene Achse ein in die kinematische Kette geschalteter Mechanismus vorhanden ist, ausgebildet in Form eines Zahnradgetriebes, auf dessen einer Welle eine ausrückbare Kupplung angeordnet und auf dessen anderer Welle ein Rückkopplungsgeber des Systems der numerischen Steuerung zur Drehwinkelablesung angebracht ist. It is recommended that to rotate the tool support around its own Axis a mechanism connected to the kinematic chain is present in the form of a gear drive, on one shaft of which there is a clutch that can be disengaged arranged and on the other shaft a feedback transmitter of the system of numerical Control for reading the angle of rotation is attached.
Die Verwendung eines solchen Mechanismus zur Drehung des Werkzeugsupports in der vorliegenden Erfindung erlaubt es, die Zeit des Einrichtens der Maschine zu verkürzen. Und die Verwendung des Rückkopplungsgebers des Systems der numerischen Steuerung gewährleistet eine einfachere Ablesung des Drehwinkeis des Werkseugsupports. The use of such a mechanism to rotate the tool support in the present invention it allows the time of setting up the machine To shorten. And the use of the feedback encoder of the numerical system Control ensures easier reading of the angle of rotation of the factory support.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Zahnradfräsmaschine gewährleistet eine höhere Herstellungsgenauigkeit von Zahnrädern mit praktisch beliebigem Zahnprofil und beliebiger Zähnezahl. The gear milling machine made in accordance with the present invention ensures a higher manufacturing accuracy of gears with practically any Tooth profile and any number of teeth.
Uberdies besitzt die erfindungsgemäße Zahnradfräsmaschine eine recht hohe Leistungsfähigkeit, ein verhältnismäßig einfaches Einrichten und breitere technologische Möglichkeiten. In addition, the gear milling machine according to the invention has a right high efficiency, relatively easy setup and broader technological Options.
Die erfindungsgemäße Maschine hat eine recht einfache und zuverlässige Konstruktion. The machine according to the invention is quite simple and reliable Construction.
Nachstehend wird ein konkretes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der das kinematische Schema der ge-- maß der Erfindung ausgeführten L1ahnradfräsmaschine dargestellt ist. The following is a concrete embodiment of the present Invention described with reference to the accompanying drawing, in which the kinematic Scheme of the gear milling machine executed according to the invention is.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit System der numerischen Steuerung besitzt eine Werkstückspindel 1, eine Werkzeugspindel 2 zur ein Werkzeug 3, das einen Wälzfräser darstellt, und einen Werkzeugsupport 4, der die Spindel 2 des Werkzeuges 3 trägt. The machine tool according to the invention with the numerical system The controller has a workpiece spindle 1, a tool spindle 2 for a tool 3, which represents a hob, and a tool support 4, the spindle 2 of the tool 3 carries.
vie Werketuckapindel 1 und die Spindel 2 des Werkzeuges 3 besitzen einen gemeinsamen Antrieb 5 zu ihrer Drehung, der aus einem elektrischen Schrittmotor 6 mit Hydraulikverstärker 7 besteht. vie Werketuckapindel 1 and the spindle 2 of the tool 3 have a common drive 5 for their rotation, which consists of an electric stepper motor 6 with hydraulic booster 7 consists.
iDie Maschine besitzt auch Antriebe 8, 9, 10 zur geradlinigen Verschiebung der im Werkzeugsupport 4 angeordneten Spindel 2 des Werkzeuges 3. iThe machine also has drives 8, 9, 10 for linear displacement the spindle 2 of the tool 3 arranged in the tool support 4.
Der Antrieb 8 ist zur Verschiebung des Werkzeugsupports 4 in radialer Richtung, d.h. in Richtung des Mittenabstandes zwischen der Werkstückspindel 1 und der Spindel 2 des Werkzeuges 3 bestimmt. The drive 8 is used to move the tool support 4 in the radial direction Direction, i.e. in the direction of the center-to-center distance between workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3 is determined.
Der Antrieb 8 besteht aus einem elektrischen Schrittmotor 11 mit Hydraulikverstärker 12, welcher mit einem Schneckengetriebe 13 und einem Elementenpaar Schraube 14 - Mutter 15 verbunden ist, in dem die Mutter 15 mit dem Werkzeugs@upport 4 starr verbunden ist und sich auf der Schraube 14 verschiebt. The drive 8 consists of an electric stepper motor 11 with Hydraulic booster 12, which with a worm gear 13 and a pair of elements Screw 14 - nut 15 is connected by the nut 15 with the tool @ upport 4 is rigidly connected and moves on the screw 14.
Der Antrieb 9 ist zur Verschiebung des Werkzeugsupports 4 in Längsrichtung, d.h. entlang der Achse der Werkstückspindel 1, bestimmt und besteht aus einem elektrischen Schrittmotor 16 mit Hydraulikverstärker 17, welcher mit einem Schneckengetriebe 18 und einem Elementenpaar Schraube 19 » Mutter 20 verbunden ist, in dem die Schraube 19 am Werkzeugsupport 4 starr befestigt ist. The drive 9 is for moving the tool support 4 in the longitudinal direction, i.e., along the axis of the workpiece spindle 1, is determined and consists of an electric Stepper motor 16 with hydraulic booster 17, which with a worm gear 18 and a pair of elements screw 19 »nut 20 is connected, in which the screw 19 is rigidly attached to the tool support 4.
In anderen Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Zahnradfräsmaschine kann ein andexee: Antrieb verwendet werden, der sich für diesen Zweck eignet. In other variants of the gear milling machine according to the invention an andexee: drive suitable for this purpose can be used.
Der Antrieb 10 ist zur Verschiebung des Werkzeugsupports 4 in der tangentialen Richtung, d.h. in Richtung längs der Spindel 2 des Werkzeuges 3, bestimmt und besteht aus einem elektrischen Schrittmotor 21 mit Hydraulikverstärker 22, der über ein Schneckengetriebe 23 und einem Elementenpaar Schraube 24 - Mutter 25 verbunden ist, in dem die Schraube 24 in einem im Werkzeugsupport 4 angeordneten Wagen befestigt ist. The drive 10 is for moving the tool support 4 in the tangential direction, i.e. in the direction along the spindle 2 of the tool 3 and consists of an electric stepper motor 21 with hydraulic booster 22, the via a worm gear 23 and a pair of elements screw 24 - mother 25 is connected, in which the screw 24 is arranged in a tool support 4 Carriage is attached.
Das System zur numerischen Steuerung der Zahnradfräsmaschine ist auf der Grundlage der standardisierten Einrichtungen der Systeme für die numerische Steuerung mit offenen Verbindungen ausgeführt und zur scherenlosen Einstellung der Antriebe 5, 8, 9, 10 zwecks Positionierung des Werkzeugsupports 4, d.h. zur Einstellung des Werkzeugsupports in die Ausgangsstellung, bestimmt. The numerical control system of the gear milling machine is on the basis of the standardized facilities of the systems for the numerical Control carried out with open connections and for the adjustment of the Drives 5, 8, 9, 10 for the purpose of positioning the tool support 4, i.e. for setting of the tool support in the starting position.
Die Spindel 2 des Werkzeuges 3 und die Werkstückspindel 1 sind mittels einer kinematischen Kette untereinander verbunden, die ein Stirnräderpaar 26,28 enthält, von denen das Zahnrad 26 an der Welle 27 aes Antriebs 5 starr betestigt ist und mit dem Zahnrad 28 in Eingriff steht, welohes an der spindel 2 des Werkzeuges 3 befestigt ist Auf der Welle 27 ist auch ein Kegelrad 29 sw:I befestig das mit einem Kegelrad 30 in Eingriff steht, welches an einem Ende einer Welle 31 aufgesetzt ist. An dem anderen Ende der Welle 31 ist ein Kegelrad 32 starr befestigt, das mit einem Kegelrad 33 in Eingriff steht, welches auf einer Welle 34 sitzt. Auf der Welle 34 ist auch ein Kegelrad 35 starr befestigt, das mit einem Kegelrad 36 in Eingriff steht, welches an einem Ende einer Welle 37 sitzt. An dem anderen Ende der Welle 37, die eine Keilwellenverbindung 38 aufweist, ist ein Stirnrad 39 befestigt, das mit einem Stirnrad 40 in Eingriff steht, welches an einem Ende einer Welle 41 sitzt. An dem anderen Ende der Welle 41 ist eine Schnecke 42 befestigt, die mit einem Schneckenrad 43 in Eingriff steht, welches mit der Werkstückspindel 1 starr verbunden t. The spindle 2 of the tool 3 and the workpiece spindle 1 are by means of a kinematic chain connected to one another, which has a pair of spur gears 26,28 contains, of which the gear 26 is rigidly attached to the shaft 27 aes drive 5 is and is in engagement with the gear 28, welohes on the spindle 2 of the tool 3 is attached. On the shaft 27 there is also a bevel gear 29 sw: I attach that with a bevel gear 30 is in engagement, which is placed on one end of a shaft 31 is. At the other end of the shaft 31, a bevel gear 32 is rigidly attached, which with a bevel gear 33 is engaged, which is seated on a shaft 34. On the wave 34, a bevel gear 35 is also rigidly attached, which meshes with a bevel gear 36 stands, which is seated at one end of a shaft 37. At the other end of the shaft 37, which has a spline connection 38, a spur gear 39 is attached, the meshes with a spur gear 40 which is seated at one end of a shaft 41. At the other end of the shaft 41, a worm 42 is attached to a worm wheel 43 is in engagement, which with the workpiece spindle 1 rigid connected t.
Die kinematische Kette gemaß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Einrichtung 44 mit einem unabhängigen Antrieb 45 zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit der Werkstückspindel 1, welcher durch das System der numerischen Steuerung gesteuer- wird. The kinematic chain according to the present invention has a Device 44 with an independent drive 45 for changing the rotational speed the workpiece spindle 1, which is controlled by the numerical control system will.
Die Einrichtung 44 zur Veränderung der Umlaufgeschwindig keit der Werkstückspindel 1 ist als Umlaufgetriebe 44a einer beliebigen, für diesen Zweck geeigneten Konstruktion ausgebildet. The device 44 for changing the speed of Umlaufgeschwindig Workpiece spindle 1 is an epicyclic gear 44a of any desired for this purpose suitable construction.
Dieses Umlaufgetriebe 44a ist in einem Gehäuse 46 untergebracht und mit der Welle 37 starr verbunden, die durch das Gehäuse 46 hindurchgeführt und mit dem Zahnrad 39 mit Hilfe einer keilwellenverbindung 38 gekoppelt ist. This epicyclic gear 44a is housed in a housing 46 and with the shaft 37 rigidly connected, which passed through the housing 46 and with the gear 39 is coupled with the aid of a spline connection 38.
Am Gehäuse 46 ist ein S Schneckenrad 47 starr befestigt, das mit einer Schnecke 48 in Eingriff steht, welche auf der Welle 49 des unabhängigen Antriebs 45 sitzt, der aus einem elektrische Motor 50 mit Hydraulikverstärker 51 besteht. A worm wheel 47 is rigidly attached to the housing 46, with the a worm 48 is engaged, which on the shaft 49 of the independent drive 45 is seated, which consists of an electric motor 50 with hydraulic booster 51.
Der unabhängige Antrieb 45 wird so durch das System der numerischen Steuerung gesteuert, daß seine Drehgeschwindigkeit auf die Umlaufgeschwindigkeit der Spindel 2 des Werkzeuges 3 und auf die Geschwindigkeit der geradlinigen Verschiebung der Spindel 2 des Werkzeuges 3 abgestimmt ist. The independent drive 45 is so through the system of numerical Controller controlled that its speed of rotation on the speed of rotation the spindle 2 of the tool 3 and the speed of the linear displacement the spindle 2 of the tool 3 is matched.
Mittels der Steuerung der Antriebe der Werkzeugmaschine durch das System der numerischen Steuerung lassen sich auf der Maschine folgende nachstehend aufgezählte Räder bearbeiten: - Geradverzahnte Räder. @n diesem Falle ist auf das System der numerischen Steuerung die Arbeit des Drehantriebs 5 der Werkstückspindel 1 und der Spindel 2 des Werkzeugs 3 sowie des unabhängigen Antriebs 45 abgestimmt. Hierbei arbeiten die Antriebe 8 und 9 mit der recnnerischen Geschwindigkeit. By controlling the machine tool drives through the Numerical control system can be used on the machine as follows Process enumerated wheels: - Straight-toothed wheels. @in this case is on that Numerical control system the work of the rotary actuator 5 the Workpiece spindle 1 and spindle 2 of tool 3 and the independent drive 45 voted. The drives 8 and 9 work at the computer speed.
- Schragverzahnte Räder mit Vorschub entlang der Wersstuc£achse. Mittels des Systems der numerischen Steuerung ist aie Arbeit des Drehantriens 5 rur die Werkstückspindel 1 und aie Spindel 2 des Werkzeuges 3, aes unabhängigen antriebs 4 und des Antriebes 9 der geradlinigen Verschiebung entlang der Werkstückachse in t;bereinstimmung gebracht. Rierbei arbeitet der Antrieb 8 mit der rechnerischen Geschwindigkeit. - Helical gears with feed along the workpiece axis. The rotary drive 5 works by means of the numerical control system Only the workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3 are independent drive 4 and the drive 9 of the linear displacement along the workpiece axis brought into agreement. Rierbei the drive 8 works with the arithmetic Speed.
- Schrägverzahnte Räder mit diagonaler Verschiebung, die sich aus zwei Verschiebungen zusammensetzt: der geradlinigen Verschiebung entlang der Achse der Werkstückspindel 1 und der geradlinigen Verschiebung längs der Achse der Spindel 2 des Werkzeugs 3. Mit Hilfe des Systems der numerischen Steuerung ist die Arbeit des Drehantriebs 5 für die Werkstückspindel 1 und die Spindel 2 des Werkzeuges 3, des unabhängigen Antriebs 45 sowie der Antriebe 9, 10 des Vorschubs entlang der Werkstückachae und in Richtung längs der Spindel 2 des Werkzeuges 3 in Ubereinstimmung gebracht. Hierbei arbeitet der Antrieb 8 mit der rechnerischen Geschwindigkeit. - Helical gears with diagonal displacement resulting from composed of two displacements: the linear displacement along the axis the workpiece spindle 1 and the linear displacement along the axis of the spindle 2 of the tool 3. With the help of the numerical control system, the work is done of the rotary drive 5 for the workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3, of the independent drive 45 and the drives 9, 10 of the feed along the Workpiece axis and in the direction along the spindle 2 of the tool 3 in agreement brought. Here, the drive 8 works with the computational speed.
- Schneckenräder und Schnecken. Mittels des Systems der numerischen steuerung ist die Arbeit des Drehantriebs 5 für die Werkstückspindel 1 und die Spindel 2 des Werkzeuges 3, des unabhängigen Antriebs 45 und des Antriebs 10 der Verschiebung in Richtung längs der Spindel 2 des Werkzeuges 3 in obereinstimmung gebracht. Hierbei arbeitet der Antrieb 8 mit der rechnerischen Geschwindigkeit. - worm gears and worms. Using the system of numerical control is the work of the rotary drive 5 for the workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3, the independent drive 45 and the drive 10 of the displacement brought into coincidence in the direction along the spindle 2 of the tool 3. Here the drive 8 works with the calculated speed.
Unrunde Räder. Durch das System der numerischen Steuerung ist die Arbeit des Drehantriebs 5 fir die Werkstückspindel 1 und die Spindel 2 des Werkzeuges 3, des unabhängigen Antriebs 45, des Antriebs 8 des Radialvorschubs, des Antriebs 10 der Verschiebung längs der Achse der Spindel 2 des Werkzeuges 3 /bei der Bearbeitung mittels kurzer Fräser/ in Übereinstimmung gebracht. Hierbei arbeitet der Antrieb 9 des Vorschubs entlang der Werkstückachse mit der rechnerischen Geschwindigkeit. Out of round wheels. Through the system of numerical control is the Work of the rotary drive 5 for the workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3, the independent drive 45, the drive 8 of the radial feed, the drive 10 the displacement along the axis of the spindle 2 of the tool 3 / during machining brought into agreement by means of a short cutter /. The drive works here 9 of the feed along the workpiece axis with the calculated speed.
- Geradverzahnte und schrägverzahnte Räder mit balliger und kegeliger Zahnform. Außer der Übereinstimmung der Antriebe 5, 9 kommt zur bearbeitung der genannten Räder mit Hilfe des Systems der numerischen Steuerung die koordinierte Verbindung des Antriebs 8 der Radialvorschübe mit dem Drehantrieb 5 für die Werkstückspindel 1 und die Spindel 2 des Werkzeuges 3, des unabhängigen Antriebs 45 und des Antriebs der Verschiebung entlang der Achse des Werkstücks hinzu. - Straight-toothed and helical-toothed wheels with crowned and tapered ones Tooth shape. In addition to the agreement of the drives 5, 9 comes to the processing of named wheels with the help of the system of numerical control the coordinated Connection of the drive 8 of the radial feeds with the rotary drive 5 for the workpiece spindle 1 and the spindle 2 of the tool 3, the independent drive 45 and the drive to the displacement along the axis of the workpiece.
- Nach Programmen vom Lochstreifen oder Speicher des Systems der numerischen Steuerung wird auf der Werkzeugmaschine die Bearbeitung von Blockrädern mit unterschiedlicher Zahnez in zwei oder mehr Schnitten mit Wechsel der Bearbeitungsintensitäten sichergestellt. - According to programs from the punched tape or memory of the system of the Numerical control is used on the machine tool to machine block gears with different teeth in two or more cuts with changing the processing intensities ensured.
Gemäß der Erfindung besitzt der Werkzeugsupport 4 einen Mechanismus 52 zur Drehung des Supports 4 um die eigene Achse. According to the invention, the tool support 4 has a mechanism 52 for rotating the support 4 around its own axis.
Der Mechanismus 52 ist als Zahnradgetriebe ausgebildet, das aus miteinander im Eingriff befindlichen Stirnrädern 53, 54 besteht, von denen das Zahnrad 53 auf der Welle 31 frei sitzt und mit dem Werkzeugaupport 4 starr verbunden ist.The mechanism 52 is designed as a gear mechanism, which consists of each other engaged spur gears 53, 54, of which the gear 53 is on the shaft 31 sits freely and is rigidly connected to the tool support 4.
Das Zahnrad 54 ist auf einer Welle 55 befestigt, an welcher ein Rückkopplungsgeber 56 angebracht ist, der zur Drehwinkelablesung bestimmt ist. Dieser Geber 56 hat eine beliebige bekannte Konstruktion, die sich für diesen Zweck eignet. The gear 54 is mounted on a shaft 55 on which a feedback transmitter 56 is attached, which is intended for reading the angle of rotation. This donor has 56 any known construction suitable for this purpose.
Auf dem genutoten 'l'eil der Welle 31 ist eine Hälfte einer Zahnkupplung 57 angeordnet, die mit den Zähnen des Stirnrades 53 in Eingriff steht. Beim Einschalten dieser Kupplung 57 fin-Achse det eine Drehung des Werkzeugsupports 4 um die eigeneVum einer Winkel statt, der vom System der numerischen Steuerung bestimmt wird. On the grooved part of the shaft 31 is one half of a tooth coupling 57 arranged, which is in engagement with the teeth of the spur gear 53. When switching This coupling 57 finds a rotation of the tool support 4 around its own axis an angle determined by the numerical control system.
Die Znhnradfrasmasohine gemäß der vorliegenden Erfindung funktioniert folgenderwe ise. The gear milling machine according to the present invention works as follows.
Beim Einschalten des elektrischen Schrittmotors 6 mit dem Hydraulikverstärker 7 wird die Bewegung uber die Stirnräder 26, 28 auf die Spindel 2 des Werkzeuges, d.h. des Fräsers 3, übertragen und weiter über die Kegelräder 29,30,32,33,35,36, die Einrichtung 44, die Stirnräder 39, 40 auf die Welle 41, die Schnecke 42, das Schneckenrad 43 und die Werkstückspindel 1 weitergeleitet. When switching on the electric stepper motor 6 with the hydraulic booster 7 the movement is via the spur gears 26, 28 on the spindle 2 of the tool, i.e. of the milling cutter 3, transmitted and further via the bevel gears 29,30,32,33,35,36, the device 44, the spur gears 39, 40 on the shaft 41, the worm 42, the Worm wheel 43 and the workpiece spindle 1 forwarded.
Zur Veränderung der umlaufgeschwindigkeit der Werkstückspin del 1 und deren Ubereinstimmung mit den Geschwindigkeiten der Antriebe 5, d,9,lU bei ihrer scherenlosen inste1lung erhält die Werkstückspindel 1 die Bewegung vom elektrischen Schrittmotor 50 mit dem Hydraulikverstarker 51 über die Schnecke 48, das Schneckenrad 47, das Umlaufgetriebe 44a der Einrichtung 44, die Zahnräder 39,40, die Welle 41, die Schnecke 42 und das Schneckenrad 43. To change the rotating speed of the workpiece spindle 1 and their agreement with the speeds of the drives 5, d, 9, lU at their scissorless establishment the workpiece spindle 1 the movement from the electric stepper motor 50 to the hydraulic amplifier 51 via the worm 48, the worm wheel 47, the epicyclic gear 44a of the device 44, the gears 39, 40, the shaft 41, the worm 42 and the worm wheel 43.
Die Drehung des Werkzeugsupports 4 um die eigene Achse erfolgt vom elektrischen Schrittmotor 6 mit dem Hydraulikverstärker 7 über die Kegelräder 29,30, die Zahnkupplung 57, mit dem die mit dem # Werkzeugsupport 4 starr verbundenen Zahnrad 53 in Eingriff tritt. Die Winkelablesung besorgt ein auf der Welle 55 des Zahnrades 54 sitzender Geber 56 über das System der numerischen Steuerung. The rotation of the tool support 4 around its own axis takes place from electric stepper motor 6 with the hydraulic booster 7 via the bevel gears 29,30, the tooth coupling 57, with which the gear wheel rigidly connected to the # tool support 4 53 engages. The angle reading is taken from a shaft 55 of the gear 54 seated encoder 56 through the numerical control system.
Die Bewegung der im Werkzeugsupport 4 angeordneten Spindel 2 des Werkzeuges 3 in radialer Richtung kommt vom elektrischen Schrittmotor 11 mit dem Hydraulikverstärker 12 über das Schneckengetriebe 13 und das Elementenpaar Schraube 14 -Mutter 15 zustande, in welchem die mit dem Werkzeugsupport 4 starr verbundene Mutter 15 sich auf der Schraube 14 verschiebt. The movement of the spindle 2 of the arranged in the tool support 4 Tool 3 in the radial direction comes from the electric stepper motor 11 with the Hydraulic booster 12 via the worm gear 13 and the screw element pair 14 nut 15 in which the rigidly connected to the tool support 4 Nut 15 moves on screw 14.
Die Bewegung der im Werkzeugsupport 4 angeordneten Spindel 2 des Werkzeuges 3 entlang der Achse der Werkstückspindel 1 kommt vom elektrischen Schrittmotor 16 mit dem Hydraulikverstärker 17 über das Schneckengetriebe 18 und das Elementenpaar Schraube 19 - Mutter 20 zustande, in welchem die Schraube 9 mit dem Werkzeugsupport starr verbunden ist. The movement of the spindle 2 of the arranged in the tool support 4 Tool 3 along the axis of the workpiece spindle 1 comes from the electric stepper motor 16 with the hydraulic booster 17 via the worm gear 18 and the pair of elements Screw 19 - nut 20 in which the screw 9 with the tool support is rigidly connected.
Die Bewegung der Spindel 2 des Werkzeuges 3 in tangentialer Richtung kommt vom elektrischen Schrittmotor 21 mit dem Hydraulikverstärker 22 über das Schneckengetriebe 23 und das Elementenpaar Schraube 24 - Mutter 25 zustande, in welchem die Schraube 24 im Wagen des Werkzeugsupports 4 starr befestigt ist. The movement of the spindle 2 of the tool 3 in the tangential direction comes from the electric stepper motor 21 with the hydraulic booster 22 via the worm gear 23 and the pair of elements screw 24 - nut 25 comes about in which the Screw 24 is rigidly attached in the carriage of the tool support 4.
Das System der numerischen Steuerung gewährleistet eine koordinierte Arbeit der Antriebe 5,8,9,10,45, wodurch das Schneiden der Zahns' mit einer recht hohen Genauigkeit erfolgt. The system of numerical control ensures a coordinated Work of the drives 5,8,9,10,45, thereby cutting the tooth 'with a right high accuracy.
Das hergestellte Versuchsmuster der Zahnradfräsmaschine mit System der numerischen Steuerung, ausgeführt gemaß der vorliegenden Erfindung, durchlief Prüfungen, deren Ergebnisse eine Steigerung der Leistungsfähigkeit bei beträchtlicher Verkürzung der Zeit für das Einrichten der Maschine sowie eine bedeutende Erweiterung ihrer technologischen Möglichkeiten bei hoher Herstellungsgenauigke it bestätigten. The manufactured test sample of the gear milling machine with system of the numerical control carried out in accordance with the present invention Tests, the results of which increase the performance at a considerable rate Reduced machine set-up time and significant expansion confirmed their technological possibilities with high manufacturing accuracy.
ZAHNRADFRÄSMASCHINE MIT NUMERISCHER STEUERUNG Zusammenfassung Es wird eine Zahnradfräsmaschine vorgeschlagen, in der ein System der numerischen Steuerung zur scherenlosen Einstellung der Antriebe zur Drehung von Werkstückspindel und Werkzeugspindel sowie zur geradlinigen Verschiebung der in einem Werkzeugsupport angeordneten Werkzeugspindel vorgesehen ist. Der Werkzeugsupport ist zur Drehung um die eigene Achse vorgerichtet. GEAR MILLING MACHINE WITH NUMERICAL CONTROL Summary Es A gear milling machine is proposed in which a numerical control system for the shearless setting of the drives for rotating the workpiece spindle and tool spindle as well as for the rectilinear displacement of the tool spindle arranged in a tool support is provided. The tool support is prepared for rotation around its own axis.
Erfindungsgemäß sind die Werkzeugspindel und die Werkstückspindel über eine kinematische Kette untereinander verbunden, die eine Einrichtung mit einem unabhängigen Antrieb zur Veränderung der Umlaufgeschw indigke it der Werkstückspindel besitzt. Der unabhängige Antrieb wird durch das System der numerischen Steuerung gesteuert, mit welchem der Werkzeugsupport zur Drehung um die eigene Achse operativ verbunden ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Werkzeugmaschine gewährleistet breitere technologische Möglichkeiten mit hoher Genauigkeit der Herstellung von Zahnrädern bei beträchtlicher Steigerung der Leistungsfähigkeit. LeerseiteAccording to the invention, the tool spindle and the workpiece spindle connected by a kinematic chain that connects a device with a independent drive for changing the rotating speed of the workpiece spindle owns. The independent drive is through the numerical control system controlled with which the tool support is operative for rotation around its own axis connected is. The machine tool proposed according to the invention ensures wider technological possibilities with high accuracy of the manufacture of Gears with a considerable increase in performance. Blank page
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792902761 DE2902761A1 (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Numerically controlled gear teeth generator - has separate drive for tool and workpiece spindles with speed-setting planetary gearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792902761 DE2902761A1 (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Numerically controlled gear teeth generator - has separate drive for tool and workpiece spindles with speed-setting planetary gearing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2902761A1 true DE2902761A1 (en) | 1980-08-21 |
Family
ID=6061339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19792902761 Withdrawn DE2902761A1 (en) | 1979-01-25 | 1979-01-25 | Numerically controlled gear teeth generator - has separate drive for tool and workpiece spindles with speed-setting planetary gearing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2902761A1 (en) |
Citations (8)
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1979
- 1979-01-25 DE DE19792902761 patent/DE2902761A1/en not_active Withdrawn
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