DE1935804A1

DE1935804A1 - Vorschubantrieb fuer Werkzeugmaschinenschlitten mit numerisch gesteuertem elektrischen Schrittmotor und hydraulischem Verstaerker

Info

Publication number: DE1935804A1
Application number: DE19691935804
Authority: DE
Inventors: Werner Latten
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1969-07-15
Filing date: 1969-07-15
Publication date: 1971-02-18
Also published as: FR2053950A5; SE373305B; GB1264296A; AT298938B

Description

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Or. O. Loesenbeck

Dipl.-Ing. Stracke

D"p!.-Ing. Loesenbeck

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Werkzeugmaschinenfabrik Gildemeister & Comp. ,Akt.-Ges., 48 Bielefeld, Am Hauptbahnhof

"Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten mit numerisch gesteuertem elektrischen Schrittmotor und hydraulischem Verstärker"

Vorschubantriebe mit numerisch gesteuertem elektrischen Schrittmotoren, die über Rädergetriebe und Wälzschraubtriebe den Schlittenvorschub bewirken, sind bekannt. Da die elektrischen Schrittmotoren nur ein kleines Drehmoment erzeugen, ist ihre Verwendung auf solche Schlittenantriebe beschränkt,,die kein großes Drehmoment erfordern, wie beispielsweise Positionierantriebe für Bohr- oder Zeichenmaschinen.

Größere Bedeutung für Werkzeugmaschinen haben Vorschubantriebe mit elektrischen Schrittmotoren und hydraulischen Verstärkern erlangt. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art treibt der elektrische Schrittmotor über eins Zahnradübersetzung den Steuerkolben eines 4-Eantenfühlers an und bewirkt dessen axiale Verschiebung, durch die die Steuerkanten geöffnet werden und Drucköl zu einem Hydromotor geleitet wird, der über eine Zahnradübersetzung eine Wälzschraubspindel antreibt, die über eine am Schlitten vorgesehene Mutter den

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Schlittenvorschub bewirkt. Nachteilig ist hierbei, daß die Wälzschraubspindel sowohl Antriebs- als auch Meßspindel ist und die durch Kräfte und Erwärmung bedingten Verformungen der Spindel sich nachteilig auf die Vorschübgenauigkeit auswirken. Um ferner ein Verkanten des Schlittens auf seinen Führungsbahnen zu vermeiden, soll die Kraftübertragung an günstigster Stelle, beispielsweise zwischen den Schlittenführungsbahnen erfolgen. In diesem Falle erfordert aber eine einwandfreie Abdeckung der Vorschubspindel einen beträchtlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Vorschubantrieb mit numerisch gesteuertem elektrischen Schrittmotor und hydraulischem Verstärker zu schaffen, der insbesondere für

Schlitten an spanenden Werkzeugmaschinen geeignet ist, jedoch die aufwendige Anordnung eines Hydromotors und einer kombinierten Arbeits- und Meßspindel mit den vorerwähnten Nachteilen vermeidet und außerdem die Möglichkeit bietet, in Sonderfällen auch beliebige Kurven steuern zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß im Wesentlichen darin, daß ein numerisch gesteuerter elektrischer Schrittmotor über eine mit ihm in Wirkverbindung stehende Wälzschraubspindel und eine darauf angeordnete, verdrehsicher geführte Mutter oder über einen Zahnstangentrieb auf ein Fühlerventil einwirkt, das seinerseits die Druckmittelzufuhr zu einem zwischen dem Schlitten und dessen Träger vorgesehenen zylinderhydraulischen Antrieb steuert.

Bei Werkzeugmaschinen mit Kreuzschlitten kann sowohl der Unterschlitten als auch der Oberschlitten gemäß der Erfindung durch die vorerwähntexjKombination eines elektrischen Schrittmotors mit einem zylinderhydraulischen Antrieb gesteuert werden. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, bei relativ geringem Programmieraufwand beliebige Kurven zu steuern. Ferner besteht die

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Möglichkeit, eine Vorschubrichtung des Kreuzschlittens numerisch über einen Schrittmotor, die zweite Vorschubrichtung dagegen mit Hilfe einer Kopierschablone zu steuern*

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung eine schematische Draufsicht auf das Bett einer Drehmaschine mit Kreuzschlitten und zwei erfindungsgemäßen Schlittenantrieben.

Auf dem Maschinenbett 1 ist ein Längs- oder Unterschlitten längsbewegbar gelagert, der auf seiner Oberseite quer zum Bett verlaufende Führungen 3 für einen Quer- oder Oberschlitten 4 aufweist.

Mit dem Unterschlitten 2 ist ein Hydraulikzylinder 5 feet verbunden, in dem ein Kolben 6 angeordnet ist, dessen Stange 7 Mit dem Maschinenbett 1 fest verbunden ist. ferner ist am Maschinenbett 1 ein elektrischer Schrittmotor 8 angeordnet, mit dem eine Wälzschraubspindel 9 in Wirkverbindung stent, die eine verdrehsicher geführte Mutter 10 trägt. Diese Mutter wirkt auf ein am Unterschlitten 2 angeordnetes Fühlerventil 11 ein, von dem aus zwei Druckmittelleitungen 12 und 13 au dem am Schlitten 2 befestigten Druckmittelzylinder 5 führen.

Im Oberschlitten 4 ist ein zweiter Druckmittelzylinder 14 befestigt, in dem ein Kolben 15 angeordnet ist, dessen Stange 16 mit d.em Unterschlitten 2 fest verbunden ist. Per Unterschütten 2 trägt einen zweiten elektrischen Schrittmotor 17, mit dem eine Wälz schraubspindel 18 in Wirkverbindung steht, die eine verdrehsicher geführte Mutter 19 trägt« Diese Mutter wirkt auf ein am Oberschlitten 4 befestigtes zweites Fühlerventil 20 ein, von dem aus zwei Druckmittelleitungen 21 und 22 zu dem im Oberschlitten 4 angeordneten Hydraulikzylinder 14 führen.

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Die Schrittmotoren 8 und 17 werden in bekannter Weise numerischgesteuert und dadurch die Spindeln 9 und 18 in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben. Bei Drehung der Spindeln und 18 werden die darauf angeordneten Muttern 10 und 19 in der einen oder anderen Richtung verschoben und somit die Fühlerventile 11 und 20 gesteuert. Je nach der Bewegungsrichtung der Spindelmuttern 10 und 19 werden somit die einen oder die anderen Seiten der in den Zylindern 5 und 14 angeordneten Kolben 6 und 15 mit Druckmittel beaufschlagt und somit die Schlitten 2 und 4 auf ihren Führungsbahnen 1 und 3 verschoben.

Wie bereits ausgeführt, besteht auch die Möglichkeit, eine Schlittenvorschubrichtung mit Hilfe einer Kopierschablone zu steuern. Zu diesem Zweck ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel am Maschinenbett 1 ein Lagerbock 23 befestigt, in dem ein Tragarm 24 um eine Achse 25 schwenkbar sowie gegen die Wirkung einer feder 27 begrenzt axial verschiebbar gelagert ist, der eine Kopierschablone 26 trägt und in den Bereich des Fühlerventils 20 einschwenkbar ist, nach den die auf der Spindel 18 angeordnete Mutter 19 zuvor in die in der Abbildung strichpunktiert angedeuteter hintere Endlage bewegt und der Oberschlitten 4 in die entsprechende Endstellung gefahren wurde.

Bei dieser Anordnung wird das Arbeitsprogramm eingeleitet durch einen Längsvorschub des Unterschlittens 2 durch numerisches Ansteuern des Schrittmotors 8. Diese Bewegung entspricht dem sonst beim Kopieren üblichen Leitvorschub. Beim Auf treffen des Fühlerventils 20 auf die Kopierschablone 26 wird die Bewegung des Ober- oder Querschlittens 4 durch die For» der Schablone 26 gesteuert, während der Längsvorschub durch die numerische Ansteuerung des Schrittmotors 8 erfolgt. Die resultierende Vorschubgeschwindigkeit kann durch Beeinflussung der Größe des Längsvorschubes konstant gehalten werden·

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Durch Aufteilung des Schlittenvorschubs in Schrupp- und Schlichtschnitt ist eine Hehrschnittautomatik möglich. Hierzu wird nach Vollendung des Schruppschnittes und Zurückfahren der Schlitten 2 und 4 in ihre Ausgangsstellung die Kopierschablone 26 durch den Schrittmotor 17 über die Mutter 19 für den Schlichtschnitt um einen bestimmten Betrag verschoben.

Naturgemäß sind die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung durch das dargestellte Ausführungsbeispiel nicht erschöpft. So ist es beispielsweise möglich, zwischen den elektrischen Schrittmotoren 8 und 17 und den Fühlerventilen 11 und 20 anstelle der Wälzschraubspindeln 9 und 18 mit den darauf angeordneten Muttern 10 und 19 Zahnstangentriebe vorzusehen, wobei auf den Wellen der Schrittmotoren 8 und 17 Zahnritzes befestigt werden, die mit Zahnstangen in Eingriff stehen, welche auf die Fühlerventile 11 und 20 einwirken.

Ferner ist es möglich, die Kolbenstangen 7 und 16 am Unterschlitten 2 bzw. am Oberschlitten 4 zu befestigen und die dazu gehörigen Hydraulikzylinder 5 und 14 fest mit dem Maschinenbett 1 bzw. mit dem Unterschlitten 2 zu verbinden, jedoch hat die in der Zeichnung dargestellte Anordnung der Zylinder 5 und 14 den Vorteil, daß zwischen diesen Zylindern und den dazu gehörigen Fühlerventilen 11 und 20 keine flexiblen Leitungen erforderlich sind.

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Claims

Patentansprüche

1./Vorschubantrieb für Werkzeugmaschinenschlitten mit numerisch gesteuertem elektrischen Schrittmotor und hydraulischem Verstärker, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (8 bzw. 17) über eine mit ihm in Wirkverbindung stehende Wälz schraub spindel (9 bzw. 18) und eine darauf angeordnete, verdrehsicher geführte Mutter (10 bzw.19) oder über einen Zahnstangentrieb auf ein Fiihlerventil (11 bzw. 20) einwirkt, das seinerseits die Druckmittelzufuhr zu einem zwischen dem Schlitten (2 bzw. 4) und dessen Träger (1 bzw. 2) vorgesehenen zylinderhydraulischen Antrieb (5, 6, 7 bzw. 14, 15, 16) steuert.

2. Vorschubantrieb nach Anspruch 1 für Werkzeugmaschinen mit einem Kreuzschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem Längs- oder Unterschlitten (2) als auch dem Quer- oder Oberschlitten (4) ein Schrittmotor (8 bzw. 17) und ein zylinderhydraulischer Antrieb (5, 6, 7 bzw« 14, 15» 16) zugeordnet sind.

3· Vorschubantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung eines Schlittenvorschubes außer oder anstelle eines elektrischen Schrittmotors (17) im Bereich eines Fühlerventils (20) eine Kopierschablone (26) vorgesehen ist.

4. Vorschubantrieb nach Anspruch. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (24) der Kopierschablone (26) in den und aus dem Bereich der auf der Wälzschraubspindel (18) angeordneten Mutter (19) schwenkbar ist.

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5. Vorschubantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (24) der Kopierschablone (26) in Vorschubrichtung des Schlittens (2) verschiebbar angeordnet ist.

6. Vorschubantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikzylinder (5 und 14) und die diesen Zylindern zugeordneten Piihlerventile (11 und 20) an den Schlitten (2 und 4) und die Kolbenstangen (7 und 16) an den Trägern (1 und 2) der Schlitten (2 und 4) befestigt sind.

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