DD245388A1

DD245388A1 - DEVICE FOR CORRECTING THE TRANSLATORY MOVEMENT OF THE MACHINE SLIDE OF A TOOLING MACHINE

Info

Publication number: DD245388A1
Application number: DD28669086A
Authority: DD
Inventors: Ulrich Wenger; Hermann Reichardt
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1986-02-03
Filing date: 1986-02-03
Publication date: 1987-05-06
Also published as: DD245388B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine, vorwiegend einer Gewindebearbeitungsmaschine. Ueber eine auf einer Wirkebene ausserhalb des Maschinenschlittens am Maschinenbett befestigte Abtasteinrichtung sowie ein geschlossenes Kraeftesystem wird eine im Maschinenschlitten drehbar gelagerte Gewindebuchse entsprechend der Ausbildung eines Korrekturlineals verdreht. Diese die Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens bewirkende Drehbewegung der Gewindebuchse wird ueber ein Hebel- sowie ein regelbares Drucksystem mit konstanter Kraft durchgefuehrt. Kraftwirkungen bzw. Drehmomente auf die Fuehrungselemente bzw. Lagerstellen werden vermieden, so dass Verschleisserscheinungen relativ gering sind. Die Einrichtung kann ueberall dort eingesetzt werden, wo translatorische Bewegungsaenderungen erforderlich sind und die Bewegungsaenderung durch Umsetzung einer von einer Arbeitsspindel ausgehenden Drehbewegung in die translatorische Bewegung erfolgen soll. Fig. 2The invention relates to a device for correcting the translatory movement of the machine carriage of a machine tool, mainly a thread-processing machine. About a mounted on a plane of action outside the machine carriage on the machine bed scanning device and a closed Kraeftesystem a rotatably mounted in the machine carriage threaded bushing is rotated according to the formation of a correction ruler. This rotation of the threaded bushing, which effects the correction of the translatory movement of the machine carriage, is carried out by means of a lever system and a controllable pressure system with a constant force. Force effects or torques on the Fuehrungselemente or bearings are avoided, so that wear is relatively low. The device can be used wherever translatory movement changes are required and the movement change is to take place by converting a rotary movement originating from a work spindle into the translatory movement. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine, vorwiegend einerGewindebearbeitungsmaschine. Sie kann neben dem Haupteinsatzgebiet im Präzisionswerkzeugmaschinenbau überall dort eingesetzt werden, wo translatorische Bewegungsänderungen erforderlich sind und die Bewegungsänderung durch Umsetzung einer von einer Antriebsspindel ausgehenden Drehbewegung in die translatorische Bewegung erfolgen soll.The invention relates to a device for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool, predominantly a threading machine. In addition to the main field of application in precision toolmaker engineering, it can be used everywhere where translational movement changes are required and the change in motion is to take place by conversion of a rotational movement originating from a drive spindle into the translatory movement.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine, das heißt zur Beseitigung aller konstanten Fehler, die in der Kette Werkstückaufnahme-Antriebsspindel liegen, einschließlich dem Steigungsfehler der Antriebsspindel, sind verschiedenartige konstruktive Ausführungen bekannt. In Feingerätetechnik 6 (1957), Seite 555-557 wird eine Lösung beschrieben, bei der eine als Hebelarm ausgebildete Abtasteinrichtung eingesetzt wird. Die Abtasteinrichtung steht mit einem einstellbaren Korrekturlineal in Verbindung und überträgt die Korrekturwerte auf eine drehbare Spindelmutter. Das Hebelsystem wird über Federelemente spielfrei an das Korrekturlineal gepreßt und ist entweder spielfrei mit der Spindelmutter verbunden oder.direkt Bestandteil der Spindelmutter.To correct the translational movement of the machine carriage of a machine tool, that is to eliminate all constant errors that are in the chain workpiece holder drive spindle, including the pitch error of the drive spindle, various constructive designs are known. In Feingerätetechnik 6 (1957), page 555-557 a solution is described in which a trained as a lever arm scanner is used. The scanner communicates with an adjustable correction ruler and transmits the correction values to a rotatable spindle nut. The lever system is pressed by spring elements without play on the correction ruler and is either backlash connected to the spindle nut or direkt part of the spindle nut.

Eine weitere Lösung wird in CH-PS 2842014 aufgezeigt, bei der ebenfalls eine Abtasteinrichtung, die als Hebel-Federsystem ausgebildet ist, mit einem einstellbaren Korrekturlineal in Verbindung steht. Die Korrekturwerte werden über einen Verstellkeil auf ein Maschinenteil übertragen. Diese Verstell bewegung bewirkt eine relative Verschiebung des Maschinenelementes zu einer am Maschinenschlitten angeordneten Spindelmutter.Another solution is shown in CH-PS 2842014, in which also a scanning device, which is designed as a lever spring system, with an adjustable correction ruler in communication. The correction values are transferred via an adjusting wedge to a machine part. This adjustment movement causes a relative displacement of the machine element to a spindle arranged on the machine spindle nut.

Derartige Lösungen besitzen die Nachteile, daß einmal Kräfte und Momente auf die Führungsbahn sowie auf die Paarung Spindelmutter-Spindel wirken und zum anderen sich der Anpreßdruck auf das Korrekturlineal entsprechend der geometrischen Gestaltung des Korrekturlineals ständig verändert.Such solutions have the disadvantages that once act forces and moments on the guideway and the mating spindle nut spindle and on the other hand, the contact pressure on the correction ruler constantly changes according to the geometric design of the correction ruler.

Gleichzeitig werden Antriebsspindel, Spindelmutter sowie die Führungs- und Lagerelemente einseitig belastet.At the same time the drive spindle, spindle nut and the guide and bearing elements are loaded on one side.

Die aufgeführten Nachteile führen zu erheblichen Verschleißerscheinungen an den Bewegungselementen sowie zur Beeinflussung der Maschinengenauigkeitsparameter.The disadvantages listed lead to significant signs of wear on the moving elements and to influence the machine accuracy parameters.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Ge«auigkeitsparameter bei der Bewegungsänderung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine zu verbessern und gleichzeitig Verschleißerscheinungen an den bewegten Maschinenteilen zu minimieren.The object of the invention is to improve the accuracy parameters in the change of movement of the machine carriage of a machine tool and at the same time to minimize signs of wear on the moving machine parts.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine, vorwiegend einer Gewindebearbeitungsmaschine zu entwickeln, die alle konstanten Fehler, die in der Kette Werkstückaufnahme-Antriebsspindel liegen, einschließlich dem Steigungsfehler der Antriebsspindel unter Vermeidung von Kraftwirkungen sowie Drehmomenten auf die Führungs- und Lagerelemente kompensiert.The invention has for its object to develop a device for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool, mainly a threading machine, all constant errors that are in the chain workpiece holder drive spindle, including the pitch error of the drive spindle while avoiding force effects and torques compensated for the guide and bearing elements.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit einer im Maschinenschlitten angeordneten, zur Umsetzung der Drehbewegung einer Antriebsspindel in eine translatorische Bewegung des Maschinenschlittens dienenden drehbar gelagerten Gewindebuchse, die Gewindebuchse umfangseitig eine Ausfräsung aufweist, die eine senkrecht verlaufende Anlagefläche besitzt, die Anlagefläche über Federelemente gegen eine Andruckrolle eines die Drehbewegung der Gewindebuchse beeinflussenden Korrektursystems wirkt, das aus einer Abtasteinheit mit Korrekturlineal bestehende Korrektursystem durch eine Öffnung des Maschinenschlittens gehend seitlich am Maschinenbett befestigt ist, dadurch gelöst, daß das Korrektursystem und die Andruckrolle in einer Ebene angeordnet sind, die Abtasteinrichtung aus einem waagerecht angeordneten, mit der Andruckrolle verbundenen Steg besteht, der Steg in der Öffnung des Maschinenschlittens gelagert ist und an der der Andruckrolle abgewandten Seite ein Kugellager besitzt, welches mit dem Korrekturlineal ständig im Eingriff steht, in dßr Lagerstelle des Kugellagers zwei Hebelarme zueinander schwenkbar angeordnet sind, deren Enden Lagerstellen zur Aufnahme von jeweils einem Kugellager aufweisen, die Kugellager parallel zur Bewegungsrichtung des Maschinenschlittens auf einer ebenen Führungsbahn abrollbar angeordnet sind und zwischen den Lagerstellen der auf der ebenen Führungsbahn abrollbaren Kugellager ein Drucksystem mit einer unabhängig vom Abstand zwischen den Lagerstellen konstanten Kraftwirkung auf die Lagerstellen eingesetzt ist. Es ist vorteilhaft, das Drucksystem pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch regelbar auszubilden.This object is achieved by a device with a arranged in the machine slide, serving to implement the rotational movement of a drive spindle in a translational movement of the machine carriage rotatably mounted threaded bushing, the threaded bush has a cutout on the circumference, which has a vertically extending contact surface, the contact surface via spring elements against a Pressure roller of a rotational movement of the threaded bushing influencing correction acts, which is fixed from a scanning correction correction system with an opening of the machine slide laterally fixed to the machine bed, achieved in that the correction system and the pressure roller are arranged in a plane, the scanner from a horizontal arranged, connected to the pressure roller web, the web is mounted in the opening of the machine carriage and on the side facing away from the pressure roller a Kugella ger, which is constantly engaged with the correction ruler, in the bearing point of the ball bearing two lever arms are arranged pivotally to each other, the ends bearing points for receiving each have a ball bearing, the ball bearings are arranged parallel to the direction of movement of the machine carriage on a flat track unrolled and between the bearings of the rollable on the flat guide ball bearing a pressure system is used with a force independent of the distance between the bearing constant force on the bearings. It is advantageous to form the printing system pneumatically, hydraulically or mechanically controllable.

Die Übertragung der Korrekturwerte erfolgt über das auf dem Korrekturlineal abrollende Kugellager auf die Andruckrolle und somit auf die Gewindebuchse. Dabei wird die Gewindebuchse entsprechend der Kurvenbahn des Korrekturlineals verdreht, das heißt, es erfolgt eine zusätzliche, den Steigungsfehler kompensierende. Drehbewegung der Gewindebuchse. Diese Drehbewegung bewirkt eine Veränderung der Lage des Maschinenschlittens.The correction values are transmitted via the ball bearing rolling on the correction ruler to the pressure roller and thus to the threaded bushing. In this case, the threaded bushing is rotated according to the curved path of the correction ruler, that is, there is an additional, the pitch error compensating. Rotary movement of the threaded bush. This rotational movement causes a change in the position of the machine carriage.

Bedingt dadurch, daß das Korrektursystem sowie die Andruckrolle in einer Ebene liegen, liegt ein geschlossenes Kräftesystem vor, so daß keine Kräfte bzw. Momente auf die Führungselemente sowie auf die Paarung Arbeitsspindel-Gewindebuchse übertragen werden.Due to the fact that the correction system and the pressure roller lie in one plane, there is a closed force system, so that no forces or moments are transmitted to the guide elements and the pairing work spindle threaded bushing.

Der Anpreßdruck wirkt unabhängig von seiner Größe nicht auf Führungsbahnen von Bett, Bettschlitten und System Spindel-Mutter.Regardless of its size, the contact pressure does not act on guideways of bed, bed carriage and system spindle nut.

Gleichzeitig wird eine einseitige Belastung der Spindel, der Gewindebuchse sowie der Führungs- und Lagerelemente vermieden. Das hat zur Folge, daß die Verschleißerscheinungen der Bewegungselemente relativ gering gehalten werden. Die Anordnung der Abtast- bzw. Korrekturelemente gewährleistet eine mit einer konstanten Kraft wirkende Übertragung der Korrekturwerte auf die Gewindebuchse, da sich bedingt durch eine Veränderung der Lage des Kugellagers am Korrekturlineal, das heißt, durch die Verschiebung des mit der Andruckrolle versehenen Steges, die Hebelarme spreizen bzw. zusammengeführt werden. Eine sich zwangsläufig mit dieser Wegdifferenz des Stegs einstellende differenzierte Kraft auf die Anlagefäche der Gewindebuchse wird durch das regelbare Drucksystem kompensiert, das heißt, konstant gehalten.At the same time a one-sided load on the spindle, the threaded bush and the guide and bearing elements is avoided. This has the consequence that the wear of the movement elements are kept relatively low. The arrangement of the scanning or correction elements ensures a constant force acting on the transfer of the correction values to the threaded bush, as caused by a change in the position of the ball bearing on the correction ruler, that is, by the displacement of the pressure roller provided with the web, the lever arms spread or merged. A different force on the contact surface of the threaded bush, which inevitably arises with this path difference of the web, is compensated by the controllable pressure system, that is, kept constant.

Ausführungsbeispielembodiment

In einem nachstehenden Ausführungsbeispiel soll die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert werden. Dazu zeigen:In an embodiment below, the device according to the invention will be explained in more detail. To show:

Figur 1: Lage der Korrektureinrichtung am Maschinenschlitten Figur 2: Korrektureinrichtung in der DraufsichtFIG. 1: Location of the correction device on the machine carriage FIG. 2: Correction device in plan view

Figur 1 zeigt ein Maschinenbett 1 einer Werkzeugmaschine, an dem seitlich ein Trägerelement 2 befestigt ist. Ein auf dem Maschinenbett 1 geführter Maschinenschlitten 3 ist mit einer Gewindebuchse 4, die eine von einer Antriebsspindel 5 ausgehende Drehbewegung in eine translatorische Bewegung des Maschinenschlittens 3 umsetzt, versehen. Die Gewindebuchse 4 ist im Maschinenschlitten 3 drehbar gelagert angeordnet und besitzt eine senkrechte Anlagefläche 6.FIG. 1 shows a machine bed 1 of a machine tool on which a carrier element 2 is fastened laterally. A machine slide 3 guided on the machine bed 1 is provided with a threaded bushing 4, which converts a rotary movement originating from a drive spindle 5 into a translatory movement of the machine carriage 3. The threaded bush 4 is rotatably mounted in the machine carriage 3 and has a vertical contact surface. 6

Die Anlagefläche 6 wirkt über Federelemente 7 gegen eine Andruckrolle 8. Die Andruckrolle 8 befindet sich an einem waagerechtThe contact surface 6 acts via spring elements 7 against a pressure roller 8. The pressure roller 8 is located on a horizontal

angeordneten Steg 9, der durch eine Öffnung im Maschinenschlitten 3 über ein Kugellager 10 mit einem Korrekturlineal 11 im Eingriff steht. Das Korrekturlineal 11 ist auf dem Trägerelement 2 so befestigt, daß es zur Andruckrolle 8 in einer Wirkebene liegt.arranged web 9, which is through an opening in the machine carriage 3 via a ball bearing 10 with a correction ruler 11 in engagement. The correction ruler 11 is mounted on the support member 2 so that it lies to the pressure roller 8 in a plane of action.

Figur 2 zeigt das Korrektursystem in der Draufsicht. In der Lagerstelle 12 des Kugellagers 10 sind zwei Hebelarme 13 und 14 waagerecht schwenkbar angeordnet, deren Enden ebenfalls als Lagerstellen 15 und 16 ausgebildet sind. Die Lagerstellen 15 und 16 dienen zur Aufnahme der Kugellager 17 und 18, die auf einer ebenen, parallel zur Bewegungsrichtung des Maschinenschlittens 3 verlaufenden Führungsbahn 19 abrollen. Zwischen den Kugellagern 17 und 18 befindet sich ein an den Lagerstellen 15 und 16 befestigtes, hydraulisch regelbares Drucksystem 20.FIG. 2 shows the correction system in plan view. In the bearing point 12 of the ball bearing 10, two lever arms 13 and 14 are arranged horizontally pivotally, the ends are also formed as bearings 15 and 16. The bearings 15 and 16 serve to receive the ball bearings 17 and 18, which roll on a flat, parallel to the direction of movement of the machine carriage 3 guide track 19. Between the ball bearings 17 and 18 is a fixed to the bearings 15 and 16, hydraulically adjustable pressure system 20th

Die translatorische Bewegung des Maschinenschlittens 3 erfolgt über die Antriebsspindel 5 sowie die Gewindebuchse 4. Über die Federelemente 7 wird die Anlagefläche 6 der Gewindebuchse 4 an die Andruckrolle 8 gedrückt, so daß entsprechend der Ausbildung des Korrekturlineals 11 eine Drehbewegung der Gewindebuchse 4 und somit eine Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens 3 bewirkt wird. Entsprechend der Gestaltung des Korrektursystems wird über den gesamten Verstellweg des Maschinenschlittens 3 ein konstanter Anpreßdruck des Kugellagers 10 am Korrekturlineal 11 realisiert. Dazu dient die Anordnung der Hebelarme 13 und 14 in Verbindung mit den in den Lagerstellen 15 und 16 angeordneten sowie auf der Führungsbahn 19 ständig abrollenden Kugellagern 17 und 18.The translational movement of the machine carriage 3 via the drive spindle 5 and the threaded bushing 4. About the spring elements 7, the contact surface 6 of the threaded bushing 4 is pressed against the pinch roller 8, so that according to the formation of the correction rule 11, a rotary movement of the threaded bushing 4 and thus a correction the translational movement of the machine carriage 3 is effected. According to the design of the correction system, a constant contact pressure of the ball bearing 10 on the correction ruler 11 is realized over the entire adjustment path of the machine carriage 3. The purpose of the arrangement of the lever arms 13 and 14 in conjunction with the arranged in the bearings 15 and 16 and on the track 19 constantly rolling ball bearings 17 and 18th

Die Druckregelung erfolgt über das pneumatisch regelbare Drucksystem 20. Eine Änderung des Korrekturwertes Δχ bewirkt eine Änderung des Abstandes I zwischen den Kugellagern 17 und 18 um einen bestimmten Korrekturwert.The pressure is controlled by the pneumatically controllable pressure system 20. A change in the correction value Δχ causes a change in the distance I between the ball bearings 17 and 18 by a certain correction value.

Der sich damit verändernde Druck auf das Korrekturlineal 11 wird über das pneumatisch regelbare Drucksystem 20 ausgeglichen, das heißt, er bleibt konstant. Bedingt dadurch, daß das gesamte Korrektursystem in einer Wirkebene liegt und ein geschlossenes Kraftsystem darstellt, wirken keine Kräfte bzw. Momente auf die Führungselemente bzw. auf die Paarung Antriebsspindel 5-Gewindebuchse 4, so daß Verschleißerscheinungen der Bewegungselemente minimiert werden.The thus changing pressure on the correction ruler 11 is compensated via the pneumatically controllable pressure system 20, that is, it remains constant. Due to the fact that the entire correction system lies in one plane of action and represents a closed force system, no forces or moments act on the guide elements or on the mating drive spindle 5 threaded bush 4, so that signs of wear of the movement elements are minimized.

Claims

Patentansprüche:claims:

1. Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine, vorwiegend einer Gewindebearbeitungsmaschine, mit einer im Maschinenschlitten angeordneten, zur Umsetzung der Drehbewegung einer Antriebsapindel in eine translatorische Bewegung des Maschinenschlittens dienenden drehbar gelagerten Gewindebuchse, die Gewindebuchse umfangsseitig eine Ausfräsung aufweist, die eine senkrecht verlaufende Anlagefläche besitzt, die Anlagefläche über Federelemente gegen eine Andruckrolle eines die Drehbewegung der Gewindebuchse beeinflussenden Korrektursystems wirkt, das aus einer Abtasteinheit mit Korrekturlineal bestehende Korrektursystem durch eine Öffnung des Maschinenschlittens gehend seitlich am Maschinenbett befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektursystem und die Andruckrolle in einer Ebene angeordnet sind, die Abtasteinrichtung aus einem waagerecht angeordneten, mit der Andruckrolle verbundenen Steg besteht, der Steg in der Öffnung des Maschinenschlittens gelagert ist und an der der Andruckrolle abgewandten Seite ein Kugellager besitzt, welches mit dem Korrekturlineal ständig im Eingriff steht, in der Lagerstelle des Kugellagers zwei Hebelarmezueinander schwenkbar angeordnet sind, deren Enden Lagerstellen zur Aufnahme von jeweils einem Kugellager aufweisen, die Kugellager prarallel zur Bewegungsrichtung des Maschinenschlittens auf einer ebenen Führungsbahn abrollbar angeordnet sind und zwischen den Lagerstellen der auf der ebenen Führungsbahn abrollbaren Kugellager ein Drucksystem mit einer unabhängig vom Abstand zwischen den Lagerstellen konstanten Kraftwirkung auf die Lagerstellen eingesetzt ist.1. A device for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool, mainly a thread processing machine, arranged with a machine slide, serving to implement the rotational movement of a drive spindle in a translational movement of the machine slide rotatably mounted threaded bushing, the threaded bush has a cutout on the circumference, a vertical has extending contact surface, the contact surface acts via spring elements against a pressure roller of the rotational movement of the threaded bushing corrective system, which is fixed from a scanning unit with correction ruler existing correction system through an opening of the machine slide laterally on the machine bed, characterized in that the correction system and the pressure roller in a level are arranged, the scanning of a horizontally arranged, connected to the pressure roller web, the web in the Ö Opening the machine carriage is mounted and on the side facing away from the pinch roller has a ball bearing, which is constantly engaged with the correction ruler, in the bearing of the ball bearing two lever arms are arranged pivotally to each other, the ends of which have bearings for receiving a respective ball bearing, the ball bearings prarallel are arranged to roll on the direction of movement of the machine carriage on a flat guideway and between the bearing points of the unrollable on the flat guideway ball bearing a pressure system with a force independent of the distance between the bearing constant force on the bearings is used.

2. Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem pneumatisch regelbar ausgebildet ist.Second means for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool according to claim 1, characterized in that the pressure system is formed pneumatically controllable.

3. Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem hydraulisch regelbar ausgebildet ist.Third means for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool according to claim 1, characterized in that the pressure system is designed to be hydraulically adjustable.

4. Einrichtung zur Korrektur der translatorischen Bewegung des Maschinenschlittens einer Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksystem mechanisch regelbar ausgebildet ist.4. means for correcting the translational movement of the machine carriage of a machine tool according to claim 1, characterized in that the printing system is designed to be mechanically adjustable.