DE102006030159A1 - Verstellbares Werkzeugaggregat - Google Patents

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DE102006030159A1
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servomotor
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belt drive
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Wilhelm Gießler
Thomas Geisselmann
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Benz GmbH Werkzeugsysteme
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Benz GmbH Werzeug und Maschinenbau KG
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Bei einer Vorrichtung (1) zur Halterung von Werkzeugen (10), die als auswechselbares Werkzeugaggregat (4) ausgebildet und an der Spindel (3) einer Werkzeugmaschine (2) anbringbar ist und eine Werkzeugaufnahme (6) aufweist, sind das Werkzeugaggregat (4) und die Werkzeugaufnahme (6) jeweils mittels eines gesonderten Servomotors (11, 21) antreibbar, die unabhängig voneinnader wahlweise einschaltbar und trieblich ständig mit dem Werkzeugaggregat (4) bzw. der Werkzeugaufnahme (6) verbunden sind. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass ein in dem Werkzeugaggregat (4) eingespanntes Werkzeug (10) gleichzeitig sowohl um die C-Achse gedreht als auch um die A-Achse zu verschwenken ist, so dass das Werkzeug (10) beliebige Raumkurven durchfahren kann. Auf diese Weise kann das Werkzeug (10) in jede beliebige Position gebracht werden und dabei gleichzeitig ein Werkstück bearbeiten, so dass eine vielseitige Verwendbarkeit der Vorrichtung (1) gegeben ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Halterung von einem oder mehreren Werkzeugen, mittels denen ein Werkstück in unterschiedlichen Winkelstellungen und Lagen der Werkzeuge bearbeitbar ist, wobei die Vorrichtung als auswechselbares Werkzeugaggregat ausgebildet ist, das an der Spindel einer Werkzeugmaschine anbringbar ist und mindestens eine Werkzeugaufnahme für die Werkzeuge aufweist, die durch die Spindel über Getriebeglieder antreibbar und zu deren Längsachse verdrehbar und gegenüber dieser verschwenkbar ist.
  • Eine derartige Vorrichtung, die sich in der Praxis bewährt hat, ist durch die DE 10 2004 062 138 B2 bekannt. Die zur Bearbeitung von Werkstücken vorgesehenen Werkzeuge können mittels dieser Vorrichtung zwar um die C-Achse verdreht und um die A-Achse verschwenkt werden, diese Bewegungen sind aber nur getrennt voneinander und nacheinander auszuführen, so dass das Ausrichten eines Werkzeuges auf eine vorgegebene Position zeitaufwändig ist. Zwar kann auf diese Weise ein Werkzeug im Verstellbereich des Werkzeugaggregates somit an jede zu bearbeitende Stelle eines Werkstückes verfahren werden, um sodann einen Arbeitsvorgang auszuführen, eine Bearbeitung während eines Verstellvorganges ist jedoch nicht möglich. Die Bearbeitungen von Werkstücken mit kugeligen Flächen ist demnach nicht zu bewerkstelligen, eine Verstellung eines Werkzeuges in einer Raumkurve ist nämlich nicht möglich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Vorrichtung der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, dass ein in dem Werkzeugaggregat eingespanntes Werkzeug gleichzeitig sowohl um die C-Achse gedreht als auch um die A-Achse zu verschwenken ist, so dass das Werkzeug beliebige Raumkurven durchfahren kann. Der Bauaufwand, mittels dem dies zu erreichen ist, soll gering gehalten werden, auch soll stets eine hohe Betriebssicherheit bei einfacher Einstellung gewährleistet sein.
  • Gemäß der Erfindung wird dies bei einem verstellbaren Werkzeugaggregat der vorgenannten Gattung dadurch erreicht, dass das Werkzeugaggregat und die Werkzeugaufnahme jeweils mittels eines gesonderten ersten und zweiten Servomotors antreibbar sind, die unabhängig voneinander wahlweise einschaltbar und trieblich ständig mit dem Werkzeugaggregat bzw. der Werkzeugaufnahme verbunden sind.
  • Zweckmäßig ist es hierbei, den dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Servomotor ortsfest auf einem Träger abzustützen und vorzugsweise über einen ersten Zahnriementrieb mit einer drehbar in dem Träger gelagerten Scheibe trieblich zu verbinden, die formschlüssig mit dem Werkzeugaggregat gekoppelt ist.
  • Der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor kann nach einer ersten Ausführungsvarianten unmittelbar an dem Werkzeugaggregat angebracht, vorzugsweise achsparallel zu dessen Längsachse auf diesem angeordnet und über Getriebeglieder zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein.
  • Nach einer zweiten Ausführungsvarianten kann der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor ortsfest vorzugsweise auf dem Träger des ersten Servomotors abgestützt und über einen zweiten Zahnriementrieb und Getriebeglieder zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme verbunden sein.
  • Bei der zweiten Ausführungsvarianten ist es angezeigt, den zweiten Zahnriementrieb mit einem Zahnriemenrad zu versehen, das vzw. eine Innenverzahnung aufweist, und in dessen Innenverzahnung ein Ritzel eingreifen zu lassen, das trieblich mit der Werkzeugaufnahme verbunden ist.
  • Um unverwünschte Verstellbewegungen der Werkzeugaufnahme beim Antrieb des Werkzeugaggregates durch den ersten Servomotor zu vermeiden, ist in diesem Betriebszustand der zweite Servomotor derart gesteuert gegenläufig anzutreiben, dass die Drehbewegungen des Werkzeugaggregats mittels des zweiten Zahnriementriebes ausgleichbar sind.
  • Außerdem sollten dem ersten und dem zweiten Servomotor jeweils eine unmittelbar in diese integrierte Steuerelektronik zugeordnet sein und/oder der erste und der zweite Servomotor sollte an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine anschließbar sein.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Zahnriementriebe bzw. der erste Zahnriementrieb und ein Stirnradgetriebe über ein Überlagerungsgetriebe gegeneinander abgestützt.
  • Das Überlagerungsgetriebe ist hierbei als Planetenradgetriebe ausgebildet, dessen Planetenräder mit an einem von dem ersten Zahnriementrieb antreibbaren Tellerrad und mit einem dem zweiten Zahnriementrieb vorgeschalteten zweiten Tellerrad zusammenwirken und der zweite Stellmotor ist mit dem dem zweiten Zahnriementrieb vorgeschalteten Tellerrad oder dem Planetenradträger des Überlagerungsgetriebes trieblich verbunden.
  • Außerdem sind die Übersetzungsverhältnisse des ersten Zahnriemenrades zu dem zweiten Zahnriemenrad doppelt so groß bzw. gleich groß zu wählen wie das Übersetzungsverhältnis des dritten Zahnriemenrades zu dem vierten Zahnriemenrad. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Werkzeugaufnahme bei Rotation des Werkzeugaggregates um die C-Achse ihre Lage ändert.
  • Zweckmäßig ist es ferner, das Überlagerungsgetriebe koaxial zur Abtriebswelle des zweiten Servomotors anzuordnen und bei einem Antrieb des Planetenradträgers des Überlagerungsgetriebes) den zweiten Zahnriementrieb als Stirnradgetriebe mit Zwischenrad auszubilden.
  • Nach einer andersartigen Ausführungsvarianten kann der der Werkzeugaufnahme zugeordnete zweite Servomotor drehfest auf einem Zahnriemenrad abgestützt sein, das mit dem dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Zahnriementrieb trieblich verbunden ist.
  • Zur Triebverbindung des der Werkzeugaufnahme zugeordneten zweiten Servomotors mit dieser sollte hierbei ein zweiter Zahnriementrieb vorgesehen sein, der über ein auf der Abtriebswelle des zweiten Servomotors angeordnetes ersten Zahnriemenrad und ein in dem Werkzeugaggregat drehbar gelagertes zweites Zahnriemenrad geführt ist, und das zweite Zahnriemenrad sollte vzw. eine Innenverzahnung aufweisen, in die ein mit der Werkzeugaufnahme trieblich verbundenes Ritzel eingreift.
  • Um auch bei dieser Ausführungsform unerwünschte Verstellungen der Werkzeugaufnahme zuverlässig und auf einfache Weise zu vermeiden, sollten die Zähnezahlverhältnisse der zueinander fluchtenden in den dem Werkzeugaggregat zugeordneten ersten Zahnriementrieb eingreifenden Zahnriemenräder und der in den der Werkzeugaufnahme zugeordneten zweiten Zahnriementrieb eingreifenden Zahnriemenräder einander entsprechen, so dass das in die Innenverzahnung des zweiten Zahnriemenrades eingreifende Ritzel nicht verstellt wird.
  • Da der auf dem Zahnriemenrad angeordnete zweite Servomotor zeitweise mit umläuft, sollte dieser Servomotor über Schleifkontakte an eine Stromquelle und/oder an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine anschliessbar sein.
  • Wird eine Vorrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es möglich ein Werkzeug gleichzeitig um die C-Achse zu drehen und um die A-Achse zu verschwenken, so dass in dem Verstellbereich des Werkzeuges dieses in kurzer Zeit in jede Position überzuführen ist. Dabei ist es möglich, beliebige Raumkurven zu durchfahren und dabei ein Werkstück mittels eines geeigneten Werkzeuges, zum Beispiel einem Fräser, zu bearbeiten. Auf diese Weise können zum Beispiel auch konkave und konvexe Flächen geformt werden.
  • Der Bauaufwand, mittels dem dies zu bewerkstelligen ist, ist gering. Zum Einzelantrieb des Werkzeugaggregates und der Werkzeugaufnahme ist jeweils nur ein Motor erforderlich, die in entsprechender Weise mit Hilfe der Steuerelektronik der Werkzeugmaschine oder gesonderte elektronische Steuerungen ein- und auszuschalten sind, um die Verstellbewegungen vorzunehmen. Dabei ist eine hohe Betriebssicherheit, da nur einfache Schaltvorgänge auszuführen sind und weitgehend handelsübliche Bauteile verwendet werden können, gegeben. Mit Hilfe der vorschlagsgemäß ausgebildeten Vorrichtung kann somit die Bearbeitung von Werkstücken wirtschaftlicher als bisher erfolgen, vor allem aber lassen sich Bearbeitungen ausführen, die mit den bekannten Werkzeugaggregaten nicht zu bewerkstelligen sind, da das Werkzeug in Raumkurven verstellt werden kann. Eine vielseitige Verwendbarkeit der vorschlagsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist demnach gegeben.
  • In der Zeichnung sind einige Ausführungsvarianten einer Vorrichtung zur Halterung eines verstellbaren Werkzeuges dargestellt, die nachfolgenden im einzelnen erläutert sind:
    Hierbei zeigen,
  • 1 die Vorrichtung mit verdrehbarer und verschwenkbarer Werkzeugaufnahme durch zwei getrennt angeordnete und getrennt steuerbare Servomotoren,
  • 2 die Vorrichtung nach 1 mit andersartiger Einbindung des dem Werkzeugaggregat zugeordneten Servomotors,
  • 3 eine weitere Ausführungsform der Anordnung der Servomotoren nach 2,
  • 4 die Vorrichtung nach 2 mit über ein Überlagerungsgetriebe abgestützten Zahnriementrieben und
  • 5 und 6 unterschiedliche Ausgestaltungen des Überlagerungsgetriebes nach 4 und des diesem nachgeschalteten Getriebezuges.
  • Die in den 1 bis 6 dargestellte und mit 1, 1', 1'' bzw. 1''' bezeichnete Vorrichtung dient zur Halterung von einem oder mehreren z.B. als Fräser ausgebildeten in einer Werkzeugaufnahme 6 eingesetzten Werkzeugen 10, mittels denen Werkstücke vielseitig zu bearbeiten sind, und ist in Form eines Werkzeugaggregates 4 ausgebildet, das mittels einer Welle 5 an einer Spindel 3 einer Werkzugmaschine 2 zu befestigen ist. Über nicht dargestellte Getriebeglieder ist die Werkaufnahme 6 und damit das in diese eingespannte Werkzeug 10 durch die Spindel 3 antreibbar.
  • Die Werkzeugaufnahme 6 ist unabhängig von deren Antriebsgliedern um die Längsachse C der Spindel 3 verdrehbar und auch gegenüber der senkrecht zu dieser verlaufenden A-Achse um einen wählbaren Winkel stufenlos verschwenkbar. Um dies zu bewerkstelligen, sind ein erster und ein zweiter Servomotor 11 bzw. 21 vorgesehen, die unabhängig voneinander wahlweise einschaltbar sind. Die Servomotoren 11 und 21 sind ständig mit dem Werkzeugaggregat 4 bzw. der Werkzeugaufnahme 6 trieblich verbunden, so dass, um das Werkzeug 10 in eine bestimmte Arbeitsposition zu bringen, gleichzeitig das Werkzeugaggregat 4 gedreht und die Werkzeugaufnahme 6 geschwenkt werden können.
  • Ist das Werkzeug 10, wie dies in den 1 bis 6 dargestellt ist, als Fräser ausgebildet, kann bei diesen räumlichen Bewegungen auch eine Bearbeitung eines Werkstückes erfolgen. Im gesamten Verstellbereich der Werkzeugaufnahme 6 können somit jedwede Bearbeitungen, da das Werkzeug 10 in Abhängigkeit von den Ansteuerungen der Servomotoren 11 und 21 jede Raumkurve durchfahren kann, vorgenommen werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, in einer eingenommenen Position des Werkzeuges 10 ein Werkstück zu bearbeiten.
  • Bei der Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1 nach 1 ist der Servomotor 11 ortsfest auf einem Träger 12 abgestützt und dessen Abtriebswelle 17 ist über einen ersten Zahnriementrieb I trieblich mit einer Scheibe 13 verbunden, die mittels Wälzlager 14 drehbar in dem Träger 12 gelagert ist. Über einen an dem Werkzeugaggregat 4 angebrachten Bolzen 16, der in eine in die Scheibe 13 eingearbeitete Bohrung 15 eingreift, ist das Werkzeugaggregat 4 formschlüssig mit der Scheibe 13 gekoppelt.
  • Der Zahnriementrieb I besteht aus einem auf der Abtriebswelle 17 des ersten Servomotors 11 angeordneten Zahnriemenrad 18 und einem mit der Scheibe 13 fest verbundenen Zahnriemenrad 19, über die ein Zahnriemen 20 geführt ist. Bei eingeschaltetem ersten Servomotor 11 wird somit das Werkzeugaggregat 4 und damit die Werkzugaufnahme 6 um die C-Achse der Spindel 3 verstellt, so dass das Werkzeug 10 in entsprechender Weise verdreht wird.
  • Zum Verschwenken des Werkzeugaggregates 4 um die A-Achse ist der zweite Servomotor 21 in Betrieb zu nehmen. Auf dessen Abtriebswelle 22 ist hierbei ein Zahnrad 23 angeordnet, das in ein auf einer Welle 25 drehfest angebrachtes Ritzel 24 eingreift. Auf der Welle 25 ist des Weiteren eine Schnecke 26 drehfest gelagert, die mit einem Schneckenrad 27 kämmt, das trieblich mit der Werkzeugaufnahme 6 gekoppelt ist. Durch Verdrehen des Schneckenrades 27 wird somit die Werkzeugaufnahme 6 und mit dieser das Werkzeug 10 verschwenkt.
  • Werden die beiden Servomotoren 11 und 21 gleichzeitig eingeschaltet, durchfährt das Werkzeug 10 eine Raumkurve, die abhängig ist von den Verstellbewegungen des Werkzeugaggregates 4 und der Werkzeugaufnahme 6, die wiederum von den Servomotoren 11 und 21 vorgenommen werden. Ein vielseitiger Einsatz des auswechselbar an der Spindel 3 der Werkzeugmaschine angebrachten Werkaggregates 4 ist auf diese Weise gewährleistet.
  • Gemäß 2 bei der Vorrichtung 1' ist der zweite Servomotor 21 ebenfalls auf dem Träger 12 abgestützt und dessen Abtriebswelle 22 ist über ein Kupplungsstück 28 mit einem Zahnriemenrad 31 trieblich verbunden, das in einem weiteren Träger 30 angeordnet ist. Auch das Werkzeugaggregat 4 ist hierbei mittels eines Wälzlagers 35 drehbar in dem Träger 30 gelagert und auf dem Werkzeugaggregat 4 ist drehbar ein Zahnriemenrad 32 gehalten, das über einen Zahnriemen 33 trieblich mit dem Zahnriemenrad 31 verbunden ist. Die beiden Zahnriemenräder 31 und 32 sowie der Zahnriemen 33 bilden den zweiten Zahnriementrieb II. Das Zahnriemenrad 32 ist ferner mit einer Innenverzahnung 34 ausgestattet, in die das auf der Welle 25 angeordnete Ritzel 24 eingreift.
  • Wird der zweite Servomotor 21 eingeschaltet, so wird die Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse verschwenkt, da durch das Zahnriemenrad 32 das in dessen Innenverzahnung 34 eingreifende Ritzel 24 verdreht wird. Das Werkzeugaggregat 4 ist dagegen über den Bolzen 16 an der stillstehenden Scheibe 13 abgestützt.
  • Wird dagegen der erste Servomotor 11 eingeschaltet, wird das Werkzeugaggregat 4 um die C-Achse verdreht. Da dabei das Ritzel 24 mit verdreht wird, würde bei stillstehendem Zahnriemenrad 32 auch das Ritzel 24 in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abgewälzt werden und die Werkzeugaufnahme 6 würde gleichzeitig eine Schwenkbewegung ausführen. Um eine derart ungewollte Bewegung auszuschließen, ist der zweite Servomotor 21 derart gesteuert gegenläufig anzutreiben, dass die Drehbewegung des Werkzeugaggregates 4 ausgeglichen wird, in dem über den zweiten Zahnriementrieb II eine solche Bewegung auf das Zahnriemenrad 32 ausgeübt wird, dass das Ritzel 24 sich nicht in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abwälzt, sondern in der Ruheposition verbleibt.
  • Selbstverständlich ist es auch bei dieser Ausführungsvarianten möglich, die beiden Servomotoren 11 und 21 gemeinsam in Betrieb zu nehmen und über entsprechende elektronische Steuerungen diese derart zu beeinflussen, dass das Werkzeug 10 Raumkurven durchfährt.
  • Bei der Ausführungsvarianten der Vorrichtung 1'' nach 3 ist der zweite Servomotor 21 auf einem Zahnriemenrad 29 abgestützt, das in dem Träger 12 angeordnet ist und in den Zahnriemen 20 des Zahnriementriebes I eingreift. Da sich der zweite Servomotor 21 bei eingeschaltetem erstem Servomotor 11 somit dreht, erfolgt der Anschluss an eine Stromquelle sowie eine nicht dargestellte Steuerelektronik über Schleifkontakte 36.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung würde bei eingeschaltetem ersten Servomotor 11 das Ritzel 24 in der Innenverzahnung 34 des Zahnriemenrades 32 abgewälzt werden und eine Verstellbewegung der Werkzeugaufnahme 6 bewirken. Über den Zahnriementrieb II wird hierbei aber eine Kompensation vorgenommen, ohne dass es dazu besonderer elektronischer Steuerungen des zweiten Servomotors 21 bedarf. Die Zähnezahlverhältnisse der fluchtend zueinander angeordneten Zahnriemenräder 29 und 31 sowie 14 und 32 sind nämlich gleich gewählt, so dass das Werkzeugaggregat 4 zwar verdreht wird, das Zahnriemenrad 32 aber synchron mit dem Zahnriemenrad 14 umläuft. Das Ritzel 24 verbleibt demnach in der eingenommenen Position, eine Lageränderung der Werkzeugaufnahme 6 tritt, ohne dass es besonderer Steuerungen bedarf, nicht ein.
  • Selbstverständlich ist es bei dieser Ausgestaltung möglich, auch beide Servomotoren 11 und 21 gemeinsam anzutreiben und über elektronische Steuerungen den Verlauf des Werkzeuges 10 vorzugeben. Anstelle der Zahnriementriebe I und II können verständlicherweise auch andersartige Getriebeglieder, wie zum Beispiel Zahnradsätze, verwendet werden. Auch kann das Ritzel 24 gegebenenfalls in eine Außenverzahnung eines durch den ersten Servomotor 21 angetriebenen Zahnrades eingreifen.
  • Bei der Vorrichtung 1''' nach den 4, 5 und 6 sind die beiden Zahnriementriebe I und II bzw. ein den Zahnriementrieb II ersetzendes Stirnradgetriebe 51 (5 und 6) über ein Überlagerungsgetriebe 41, das als Planetenradgetriebe ausgebildet ist, gegeneinander abgestützt. Ein Planetenradträger 42 nimmt hierbei mehrere auf Bolzen 44 drehbar gelagerte Planetenräder 43 auf, die mit Tellerrädern 45 und 46 in Eingriff sind. Das Tellerrad 45 wird hierbei von dem Zahnriementrieb I angetrieben, das Tellerrad 46 ist mit einer Stirnverzahnung 47 versehen, in die das auf der Abtriebswelle 22 des zweiten Servomotors 21 angeordnete Zahnrad 23 eingreift.
  • Bei der Ausführungsvariante nach 5 ist der Planetenradträger 42 mit einer Stirnverzahnung 48 ausgestattet, die zu dessen Antrieb mit dem Zahnrad 23 kämmt. Gemäß 6 ist der Planetenradträger 42 unmittelbar mit der Abtriebswelle 22 des zweiten Servomotors 21 fest verbunden und wird somit durch diesen angetrieben.
  • Wird bei der Vorrichtung 1''' der Servomotor 21 eingeschaltet, so wird über das Zahnrad 23 das Kegelrad 46 angetrieben und von diesem der Planetenradträger 42, da sich die Planetenräder 43 in dem stillstehenden Kegelrad 45 abwälzen. Über das Kupplungsstück 28 wird der zweite Zahnriementrieb II in Drehung versetzt, der, wie bei der Ausgestaltung nach 2, eine Schwenkbewegung des Werkzeugträgers 6 um die A-Achse bewirkt.
  • Wird dagegen der Servomotor 11 eingeschaltet, wird das Werkzeugaggregat 4 um die C-Achse verschwenkt. Über den Zahnriementrieb I wird aber auch das Kegelrad 45 in Drehung versetzt, so dass eine Rotation der Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse erfolgen würde. Um dies auszuschließen, weisen die Zahnriemenräder 31 und 32 die halbe Zähnezahl auf wie das Zahnriemenrad 19 und die Außenverzahnung 45' des Kegelrades 45. Im Zusammenwirken mit dem Überlagerungsgetriebe 41, durch das die eingeleiteten Drehzahlen jeweils halbiert werden, erfolgt somit bei einer Verdrehung des Werkzeugaggregates 4 um die C-Achse keine Verschwenkung der Werkzeugaufnahme 6 um die A-Achse, die Werkzeugaufnahme 6 behält vielmehr die eingenommene Lage bei, so dass mit Hilfe des Werkzeuges 10 geradlinige durch die Drehung des Werkzeugaggregates 4 ausgelöste Bearbeitungen vorgenommen werden können. Das Überlagerungsgetriebe 41 ermöglicht es auch, die beiden Motore 11 und 21 auf dem Träger 12 ortsfest anzuordnen und diesen elektrische Energie über stationäre Leitungen zuzuführen.
  • Bei den Ausführungsvarianten nach den 5 und 6 ist der zweite Zahnriementrieb II als Stirnradgetriebe 41 in Form eines Hohlrades 52 ausgebildet. Mit einer Außenverzahnung 53 greift das Hohlrad 52 in das Zahnriemenrad 31 ein, das der Schnecke 26 zugeordnete Ritzel 24 ist mit einer Innenverzahnung 54 des Hohlrades 52 in Eingriff, so dass gegenüber dem Zahnriementrieb II gemäß 2 keine Drehrichtungsumkehrung auftritt.

Claims (17)

  1. Vorrichtung (1, 1', 1'', 1''') zur Halterung von einem oder mehreren Werkzeugen (10), mittels denen ein Werkstück in unterschiedlichen Winkelstellungen und Lagen der Werkzeuge (10) bearbeitbar ist, wobei die Vorrichtung (1, 1', 1'', 1''') als auswechselbares Werkzeugaggregat (4) ausgebildet ist, das an der Spindel (3) einer Werkzeugmaschine (2) anbringbar ist und mindestens eine Werkzeugaufnahme (6) für die Werkzeuge (10) aufweist, die durch die Spindel (3) über Getriebeglieder antreibbar und zu deren Längsachse (C) verdrehbar und gegenüber dieser verschwenkbar (A-Achse) ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugaggregat (4) und die Werkzeugaufnahme (6) jeweils mittels eines gesonderten ersten und zweiten Servomotors (11, 21) antreibbar sind, die unabhängig voneinander wahlweise einschaltbar und trieblich ständig mit dem Werkzeugaggregat (4) bzw. der Werkzeugaufnahme (6) verbunden sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Werkzeugaggregat (4) zugeordnete erste Servomotor (11) ortsfest auf einem Träger (12) angeordnet ist und vorzugsweise über einen ersten Zahnriementrieb (I) mit einer drehbar in dem Träger (12) gelagerten Scheibe (13) in Triebverbindung steht, die formschlüssig mit dem Werkzeugaggregat (4) verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Werkzeugaufnahme (6) zugeordnete zweite Servomotor (21) unmittelbar an dem Werkzeugaggregat (4) angebracht, vorzugsweise achsparallel zu dessen Längsachse (C) auf diesem angeordnet und über Getriebeglieder (23, 24, 25, 26 und 27) zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme (6) verbunden ist (1).
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Werkzeugaufnahme (6) zugeordnete zweite Servomotor (21) ortsfest vorzugsweise auf dem Träger (12) des ersten Servomotors (11) abgestützt ist und über einen zweiten Zahnriementrieb (II) und Getriebeglieder (24, 25, 26, 27) zwangläufig mit der Werkzeugaufnahme (6) verbunden ist (2)
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zahnriementrieb (II) mit einem Zahnriemenrad (32) versehen ist, das vzw. eine Innenverzahnung (34) aufweist und dass in dessen Innenverzahnung (34) ein Ritzel (24) eingereift, das trieblich mit der Werkzeugaufnahme (6) verbunden ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Antrieb des Werkzeugaggregates (4) durch den ersten Servomotor (11) der zweite Servomotor (21) derart gesteuert gegenläufig antreibbar ist, dass die Drehbewegungen des Werkzeugaggregates (4) mittels des zweiten Zahnriementriebes (II) ausgleichbar sind.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten und dem zweiten Servomotor (11, 21) jeweils eine unmittelbar in diese integrierte Steuerelektronik zugeordnet ist und/oder dass der erste und der zweite Servomotor (11, 21) an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine (3) anschließbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zahnriementriebe (I, II) über ein Überlagerungsgetriebe (41) gegeneinander abgestützt sind (4)
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (41) als Planetenradgetriebe ausgebildet ist, dessen Planetenräder (44) mit einem von dem ersten Zahnriementrieb (I) antreibbaren Tellerrad (45) und mit einem dem zweiten Zahnriementrieb (II) vorgeschalteten zweiten Tellerrad (46) zusammenwirken.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stellmotor (21) mit dem dem zweiten Zahnriementrieb (II) vorgeschalteten Tellerrad (46) oder dem Planetenradträger (42) des Überlagerungsgetriebes (41) trieblich verbunden ist.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsverhältnisse des ersten Zahnriemenrades (I) zu dem zweiten Zahnriemenrad (II) doppelt so groß bzw. gleich groß gewählt ist wie das Übersetzungsverhältnis des dritten Zahnriemenrades (31) zu dem vierten Zahnriemenrad (32).
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Überlagerungsgetriebe (41) koaxial zur Abtriebswelle (22) des zweiten Servomotors (21) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Antrieb des Planetenradträgers (42) der zweite Zahnriementrieb (II) des Überlagerungsgetriebes (41) als Stirnradgetriebe (51) mit Zwischenrad (52) ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der der Werkzeugaufnahme (6) zugeordnete zweite Servomotor (21) drehfest auf einem Zahnriemenrad (29) abgestützt ist, das mit dem dem Werkzeugaggregat (4) zugeordneten ersten Zahnriementrieb (I) trieblich verbunden ist (3)
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Triebverbindung des der Werkzeugaufnahme (6) zugeordneten zweiten Servomotors (21) mit dieser ein zweiter Zahnriementrieb (II) vorgesehen ist, der über ein auf der Abtriebswelle (22) des zweiten Servomotors (21) angeordnetes erstes Zahnriemenrad (31) und ein in dem Werkzeugaggregat (4) drehbar gelagertes zweites Zahnriemenrad (32) geführt ist, und dass das zweite Zahnriemenrad (32) vzw. eine Innenverzahnung (34) aufweist, in die ein mit der Werkzeugaufnahme (4) trieblich verbundenes Ritzel (24) eingreift.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahlverhältnisse der zueinander fluchtenden in den dem Werkzeugaggregat (4) zugeordneten ersten Zahnriementrieb (I) eingreifenden Zahnriemenräder (29, 19) und der in den der Werkzeugaufnahme (6) zugeordneten zweiten Zahnriementrieb (II) eingreifenden Zahnriemenräder (31, 32) entsprechen.
  17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Zahnriemenrad des ersten Zahnriementriebes (I) angeordnete zweite Servomotor (21) über Schleifkontakte (34) an eine Stromquelle und/oder an die Steuerelektronik der Werkzeugmaschine (3) anschliessbar ist.
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