DE29622645U1 - Drehbearbeitungseinrichtung für eine CNC-Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Drehbearbeitungseinrichtung für eine CNC-Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bearbeiten eines stillstehenden Werkstücks durch Drehen auf einer CNC-Werkzeugmaschine.

Auf einer CNC-gesteuerten Drehmaschine lassen sich rotierende Werkstücke problemlos durch eine Drehbearbeitung, wie das Längs-, Plan- und das Konturdrehen, bearbeiten, da solche CNC-Drehautomaten stets über ein Kreuzschlittensystem verfügen, mit dessen Hilfe sich ein Drehwerkzeug in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen bahngesteuert verschieben läßt, z. B. in Richtung der Werkstück-Rotationsachse (Z-Achse) und in einer hierzu senkrecht verlaufenden Richtung (X- oder Y-Achse).

Viel schwieriger lassen sich Drehbearbeitungsaufgaben bewältigen, wenn das Werkstück feststeht (oder zwar verschiebbar gehalten ist, jedoch nicht rotiert) und infolgedessen mit einem rotierenden Drehwerkzeug gearbeitet werden muß, wie dies bei Transfermaschinen und Rundschalttisch-Maschinen der Fall ist, aber auch bei Drehmaschinen, wenn die Drehbearbeitungsachse nicht mit der Rotationsachse der das Werkstück haltenden Werkstückspindel zusammenfällt und infolgedessen das Werkstück stillstehen muß, so wie dies z. B. dann der Fall ist, wenn das Werkstück mit einer exzentrischen oder einer schräg verlaufenden Bohrung versehen werden soll.

In allen diesen Fällen einer echten Drehbearbeitung (also z. B. nicht nur Bohren oder Gewindeschneiden) werden rotie-

rende Drehwerkzeuge benötigt, die nicht nur einen Vorschub von Werkstück und Werkzeug relativ zueinander in Richtung der Werkzeug-Rotationsachse erforderlich machen, wie dies z. B. für das Bohren und Gewindeschneiden ausreichend ist, sondern bei denen der Durchmesser derjenigen Bahn (sogenannter Flugkreis) veränderlich sein muß, welche die Schneide des rotierenden Drehwerkzeugs beschreibt.

Für derartige Drehbearbeitungen sind sogenannte Plan- und Ausdrehköpfe bekannt, welche jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet sind; außerdem bestehen erhebliche Einschränkungen hinsichtlich der Drehbearbeitungsvorgänge, die sich mit diesen Plan- und Ausdrehköpfen durchführen lassen.

Bekannt ist z. B. ein reiner sogenannter Plandrehkopf, welcher von einer drehantreibbaren Bearbextungsspindel getragen wird und über wenigstens einen sogenannten Planschlitten verfügt, der als Werkzeugträger fungiert und sich über ein Getriebe senkrecht zur Achse der Bearbextungsspindel verschieben läßt, wobei das Getriebe über eine sogenannte Drehmomentstütze abgestützt wird. Zur Verstellung des Planschlittens muß das Getriebe ein- und ausgekuppelt werden, wobei das Einkuppeln mittels eines mechanischen oder pneumatischen Impulses bewirkt wird, während das Lösen der Kupplung durch einen festen Anschlag vorgenommen wird. Ein solcher Plandrehkopf ist hinsichtlich der Bearbeitungsmöglxchkeiten nicht flexibel und erlaubt weder ein Längsdrehen, noch gar ein echtes Konturdrehen .

Ein bekannter Ausdrehkopf besitzt für das radiale Zustellen eines Werkzeugträgers eine Zugseele, welche über ein Drucklager von einem Stellantrieb axial bewegt wird, und die Axialbewegung wird dann über ein Keilgetriebe auf einen als

Werkzeugträger fungierenden Planschlitten übertragen. Wegen der großen Übertragungsstrecken und den vielen Gelenkstellen zwischen dem Stellantrieb und dem Werkzeugträger arbeitet ein solcher Ausdrehkopf nicht sehr präzise und weist eine erhebliche Hysterese sowie ein erhebliches Spiel auf. Außerdem ist seine Konstruktion ziemlich aufwendig.

Ein anderer bekannter Ausdrehkopf hat einen in einer als Hohlwelle ausgebildeten Bearbeitungsspindel angeordneten, batteriegespeisten Stellmotor, welcher in kleinen Schritten die Position des Planschlittens und damit den Flugkreisdurchmesser der Werkzeugschneide verändern kann; die Ansteuerung der den Stellmotor umfassenden Verstellvorrichtung erfolgt durch Infrarotsignale. Einer der wesentlichen Nachteile dieses bekannten Ausdrehkopfes ist darin zu sehen, daß sich der Flugkreisdurchmesser während der Drehbearbeitung, d. h. bei durch den Zerspanungsvorgang belasteter Werkzeugschneide, nicht verändern läßt.

Ausgehend von einer für eine CNC-Werkzeugmaschine vorgesehenen Drehbearbeitungseinrichtung mit einem Gehäuse, einer um eine Antriebswellenachse drehbar gelagerten und durch einen Hauptantriebsmotor rotatorisch antreibbaren Hauptwelle, einem durch die letztere um die Antriebswellenachse rotatorisch antreibbaren Werkzeugträger für ein eine Schneide aufweisendes Drehwerkzeug sowie einer einen zweiten Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zur Veränderung des radialen Abstandes der Werkzeugschneide von der Antriebswellenachse, d. h. zur Veränderung- des Flugkreisdurchmessers, lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Drehbearbeitungseinrichtung so zu gestalten, daß sie bei möglichst einfachem Aufbau eine äußerst präzise, gesteuerte Veränderung des Flugkreisdurchmessers der Werkzeugschneide auch unter Schnittbelastung,

el. h. während der Drehbearbeitung, ermöglicht. Eine solche Drehbearbeitungseinrichtung, die diese Aufgabe löst, erlaubt dann auch eine der rotatorischen Bewegung überlagerte bahngesteuerte Bewegung der Werkzeugschneide, wie man sie von einem Drehwerkzeug zur Bearbeitung rotierender Werkstücke kennt, welches von einem Kreuzschlittensystem getragen wird, dessen Schlitten jeweils über eine NC-Achse verfügen.

Erfindungsgemäß läßt sich diese Aufgabe dadurch lösen, daß die Verstellvorrichtung eine gleichfalls um die Antriebswellenachse drehbar gelagerte sowie mit dem zweiten Motor in Drehverbindung stehende Hilfswelle aufweist und daß die beiden Wellen relativ zueinander verdrehbar sind, so daß durch eine entsprechende Steuerung mindestens eines der beiden Motoren der radiale Abstand der Werkzeugschneide von der Antriebswellenachse veränderbar ist.

Im Vergleich zu dem vorstehend geschilderten bekannten Ausdrehkopf mit einem in einer als Hohlwelle ausgebildeten Bearbeitungsspindel angeordneten, batteriegespeisten Stellmotor hat die erfindungsgemäße Drehbearbeitungseinrichtung vor allem die folgenden Vorteile: Der die Veränderung des Flugkreisdurchmessers bewirkende Motor muß nicht in einer Hohlwelle untergebracht werden, so daß er weder batteriegespeist sein muß noch in seiner Größe und damit seiner Leistung eingeschränkt ist; somit kann der Flugkreisdurchmesser auch während der Drehbearbeitung verändert werden, was erst eine echte bahngesteuerte Bewegung der Werkzeugschneide und damit ein echtes Konturdrehen ermöglicht. Des weiteren muß dieser Antrieb nicht drahtlos angesteuert werden, und die Veränderung des Flugkreisdurchmessers muß auch nicht schrittweise erfolgen.

Grundsätzlich läßt es eine erfindungsgemäße Drehbearbeitungseinrichtung zu, den Antrieb zur Veränderung des Flugkreisdurchmessers der Werkzeugschneide nur dann in Betrieb zu nehmen, wenn eine solche Veränderung durchgeführt werden soll; bevorzugt werden aber Ausführungsformen, bei denen die Verstelleinrichtung derart ausgebildet ist, daß bei synchron mit der Hauptwelle laufender Hilfswelle die Bahn der Werkzeugschneide ein zur Antriebswellenachse konzentrischer Kreis ist, während unterschiedliche Drehzahlen der beiden Wellen zu einer Veränderung des Flugkreisdurchmessers führen. Bei entsprechender Ausbildung der Konstruktion kann sogar der Vorteil erzielt werden, daß sich die Leistung der beiden Motoren zu einer erhöhten Schnittleistung addieren läßt.

Eine präzise bahngesteuerte Bewegung der Werkzeugschneide läßt sich am einfachsten dann erreichen, wenn für die Hauptwelle und für die Hilfswelle jeweils ein Drehwinkelpositionsgeber vorgesehen ist (welcher auch in den zugehörigen Motor integriert sein kann), um so den Drehwinkel, um den die eine gegenüber der anderen Welle verdreht wird, direkt und exakt erfassen zu können.

Des weiteren empfiehlt es sich im Hinblick auf die angestrebte, möglichst hohe Präzision der Steuerung des Flugkreisdurchmessers, für mindestens einen der beiden Motoren und insbesondere für den die Hilfswelle antreibenden Motor einen Servomotor zu verwenden.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, zeichnen sich besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung durch eine durch eine CNC-Steuerung realisierte elektronische Getriebefunktion zur Überlagerung der Drehzahlen von Haupt- und Hilfswelle zwecks Verdrehen der

einen gegenüber der anderen Welle aus; derartige elektronische Getriebefunktionen von CNC-Steuerungen für Werkzeugmaschinen sind bekannt, so daß sie keiner näheren Erläuterung bedürfen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung besonders vorteilhafter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform samt einem die Drehbearbeitungseinrichtung tragenden Maschinenschlitten;

Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines Getriebes

zur Veränderung des Flugkreisdurchmessers, so wie es in der in Fig. 1 dargestellten Drehbearbeitungseinrichtung verwendet wird, und zwar in Richtung der Antriebswellenachse gesehen;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung

einer alternativen Ausführxmgsform eines solchen Getriebes;

Fig. 4, 4a, 5,

5a, 6 und 6a Diagramme zur Erläuterung der Bewegung der

Werkzeugschneide;

Fig. 7 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung

einer zweiten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung;

Fig. 8 die wesentlichen Teile einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Bahn der

Werkzeugschneide bei der Drehbearbeitungseinrichtung gemäß Fig. 8 im Zuge der Veränderung des Flugkreisdurchmessers;

Fig. 10 die wesentlichen Teile einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung im Längsschnitt, und

Fig. 11 eine Stirnansicht dieser vierten Ausführungs-

form, gemäß Fig. 10 von rechts gesehen.

Die Fig. 1 zeigt ein z. B. auf einem Maschinenbett 10 einer Werkzeugmaschine angebrachtes Unter- bzw. Führungsteil 12 eines Schlittensystems (wie sich aus den eingangs gemachten Erläuterungen ergibt, könnte es sich bei dem Führungsteil 12 aber auch um den Unterschlitten eines Kreuzschlittensystems handeln). An diesem Führungsteil 12 ist ein Schlitten 14 in Richtung des Doppelpfeils "Z" (z. B. Z-Achse) hin und her verschiebbar gelagert und mittels einer sogenannten NC-Achse unter dem Einfluß einer CNC-Steuerung einer Werkzeugmaschine

gesteuert verschiebbar. Zu der NC-Achse gehören ein am Führungsteil 12 angebrachter Servomotor 16 mit integrierter Lagemeßvorrichtung zur Übermittlung der Position des Schlittens 14 an die Maschinensteuerung, eine sich in Z-Richtung erstreckende und vom Servomotor 16 in beiden Drehrichtungen cintreibbare Gewindespindel 18 und eine auf dieser laufende und mit dem Schlitten 14 fest verbundene Mutter 20, welche zusammen mit der Gewindespindel 18 einen bekannten Kugelgewindetrieb bildet.

Der Schlitten 14 ist Bestandteil eines zweiteiligen Gehäuses 22 einer Drehbearbeitungseinrichtung 24; dieses nimmt in einer Längsbohrung 26 eine Hauptwelle 28 auf, die mittels Lagern 30 axial unverschiebbar, jedoch um eine Antriebswellenachse 32 drehbar im Gehäuse 22 gelagert ist.

An ihrem gemäß Fig. 1 rechten und außerhalb des Gehäuses 22 liegenden Ende trägt die Hauptwelle 28 einen Plandrehkopf mit einem mit der Hauptwelle 28 fest verbundenen Schlittenunterteil 36 und einem Planschlitten 38, welcher in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise am Schlittenunterteil 36 senkrecht zur Antriebswellenachse 32 verschiebbar geführt ist und ein Drehwerkzeug 40 hält, dessen zerspanungswirksame Schneide bzw. Schneidenspitze mit 42 bezeichnet wurde. Das gemäß Fig. 1 linke und außerhalb der Gehäusebohrung 26 liegende Ende der Hauptwelle 28 ist mit einer Zahnriemenscheibe 44 versehen.

Erfindungsgemäß ist die Hauptwelle 28 als Hohlwelle ausgebildet und umfaßt eine zu ihr konzentrische Hilfswelle 46, die in der Hauptwelle 28 mit Hilfe eines Lagers 48 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert ist, so daß sie gleichfalls um die Antriebswellenachse 32 rotieren kann. An dem ge-

maß Fig. 1 rechten Ende der Hilfswelle 46 ist eine im Plandrehkopf 34 angeordnete Kurvenscheibe 50 befestigt, und am Planschlitten 38 sind zwei Abtastrollen 52 und 54 angeordnet, die innerhalb des Plandrehkopfes 34 liegen, um zur Antriebswellenachse 32 parallele Achsen frei drehbar sind und erfindungsgemäß die Kurvenscheibe 50 in Führungsrichtung des Planschlittens 38 spielfrei zwischen sich aufnehmen. Statt zweier Abtastrollen könnte aber beispielsweise nur eine einzige Abtastrolle verwendet werden, welche durch eine Feder gegen die Kurvenscheibe 50 angepreßt wird.

Am Gehäuse 22 ist ein Hauptantriebsmotor 58 montiert, auf dessen Welle 60 eine Zahnriemenscheibe 62 befestigt ist, über die und die Zahnriemenscheibe 44 ein Zahnriemen 64 verläuft. Der Hauptantriebsmotor 58 könnte die Hauptwelle 28 aber auch über ein einfaches Zahnradgetriebe antreiben, oder könnte es sich bei diesem Motor um einen sogenannten Hohlwellenmotor handeln, dessen Rotor man dann am besten zwischen den beiden Lagern 30 anordnen und mit der Hauptwelle 28 verbinden würde.

Das gemäß Fig. 1 linke Ende der Hilfswelle 46 ist mit der Welle 66 eines Servomotors 68 verbunden, welcher gleichfalls am Gehäuse 22 montiert ist, und zwar so, daß die Motorwelle 66 koaxial zur Antriebswellenachse 32 verläuft.

Sowohl der Hauptantriebsmotor 58, als auch der Servomotor 68 verfügen über eine integrierte, nicht dargestellte Drehwinkel-Lagemeßvorrichtung, um so an die CNC~Steuerung der Werkzeugmaschine laufend die Drehwinkelpositionen der Hauptwelle 28 und der Hilfswelle 46 übermitteln zu können. Um besonders hohen Genauigkeitsanforderungen gerecht zu werden, kann die momentane Drehwinkelposition der Hauptwelle 28 aber alternativ durch einen am Gehäuse 22 angebrachten Tastkopf 70 erfaßt

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werden, welcher einen an der Hauptwelle 28 befestigten Drehwinkelgeber 72 abtastet, damit Genauigkeitsfehler, welche der Zahnriementrieb 44, 62, 64 mit sich bringt, ausgeschlossen werden.

Die CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine und deren Verbindungen zu den beiden Motoren 58 und 68 sowie zu den Drehwinkel-Lagemeßvorrichtungen wurden nicht dargestellt, da es sich dabei um dem Fachmann geläufige Elemente des Werkzeugmaschinenbaus handelt.

Wie die Fig. 2 erkennen läßt, bildet der Umfang der Kurvenscheibe 50 zwei Kurvenabschnitte 50a und 50b, welche zu einer die Antriebswellenachse 32 enthaltenden Symmetrieebene 50c spiegelbildlich ausgebildet sind. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform entsprechen die Formen der Kurvenabschnitte 50a und 50b Evolventen mit einem zur Antriebswellenachse 32 konzentrischen Grundkreis 5Od und einem Grundkreisradium r_g. Wie sich aus dem Folgenden noch ergeben wird, könnten die beiden den Umfang der Kurvenscheibe bildenden Kurvenabschnitte aber auch archimedischen Spiralen entsprechen. Wie sich aus Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 1 ergibt, liegen die zur Antriebswellenachse 32 parallelen Achsen 52a und 54a, um die sich die Abtastrollen 52 und 54 drehen, in einer Ebene 76, welche erfindungsgemäß den Grundkreis 50d tangiert sowie parallel zur Führungsrichtung des Planschlittens 38 und parallel zur Bewegungsrichtung Z des Schlittens 14 verläuft; außerdem ist die Ebene 76 erfindungsgemäß bezüglich der Antriebswellenachse 32 und damit bezüglich der Drehachse der Kurvenscheibe 50 so angeordnet, daß die in den Abtastpunkten an den Umfang der Kurvenscheibe 50 gelegten Tangenten stets parallel zueinander und senkrecht zur Ebene 76 verlaufen, wobei als Abtastpunkte diejenigen Stellen be-

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zeichnet werden, an denen die Abtastrollen 52 und 54 den Umfang der Kurvenscheibe 50 berühren.

Der Vorteil einer Kurvensteuerung für den Planschlitten 38 bzw. für den radialen Abstand der Werkzeugschneide von der Antriebswellenachse 32 besteht vor allem darin, daß eine Drehbewegung von Hauptwelle 28 und Hilfswelle 46 relativ zueinander direkt in eine Linearbewegung des Drehwerkzeugs umgewandelt wird, d. h. in eine Veränderung des radialen Abstands der Werkzeugschneide von der Antriebswellenachse 32.

Wenn die abgetasteten Kurven Evolventenform haben, ergibt sich außerdem ein linearer Zusammenhang zwischen Verdrehwinkel und Verstellweg des Werkzeugs sowie der Vorteil, daß die Abtastpunkte stets in der Ebene 76 liegen, d. h. einander so gegenüberliegen, daß die Richtung der Kräfte zwischen Abtastrollen und Kurvenscheibe stets gleich der Bewegungsrichtung des Werkzeugs bzw. des Planschlittens 38 ist, wodurch quer hierzu gerichtete Kraftkomponenten vermieden werden.

Der nutzbare Drehwinkel der Kurvenscheibe 50 ist wegen der Übergänge der Kurvenabschnitte 50a und 50b ineinander etwas kleiner als 180°. Die Kurvenscheibe 50 eignet sich aber dennoch für kleinere Werkzeug-Verstellwege, wie sie für Ausdrehwerkzeuge benötigt werden. Dies verdeutlicht die Fig. 1, in der ein Werkstück 78 im Längsschnitt dargestellt ist, dessen mit der Antriebswellenachse 32 koaxiale Bohrung 80 mit Hilfe des Drehwerkzeugs 40 zu einem Innenkonus 82 erweitert wurde.

Die in Fig. 3 dargestellte alternative Kurvenform hat gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Kurvenform den Vorteil, daß der Drehwinkel der Kurve grundsätzlich beliebig groß sein kann,

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Eso daß entsprechendes für den Verstellweg des Werkzeugs bzw. des Planschlittens 38 gilt. In Fig. 3 wurden dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 2, jedoch unter Hinzufügung eines Strichs, soweit die in Fig. 3 dargestellten Elemente im Vergleich zu der Ausfuhrungsform nach Fig. 2 anders gestaltet und/oder anders angeordnet sind.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Aus führ ungs form tritt an die Stelle der Kurvenscheibe 50 nach Fig. 2 ein stegförmiges Kurvenelement, welches im folgenden als Kurvensteg 50" bezeichnet werden soll. Die beiden Längsseiten des Kurvenstegs 50' bilden zwei Kurvenabschnitte 50a' und 50b', deren Form wiederum Evolventen entspricht und die mit Hilfe zweier Abtastrollen 52' und 54' so abgetastet werden, daß die beiden Abtastrollen den Kurvensteg 50' spielfrei zwischen sich aufnehmen und die beiden Abtastpunkte auf einer der Ebene 76 der Ausführungsform nach Fig. 2 entsprechenden Ebene 76' liegen, welche den Grundkreis 5Od' für die beiden Evolventen tangiert sowie senkrecht zu den beiden Tangenten verläuft, welche in den Abtastpunkten an die Kurvenabschnitte 50a' und 50b' gelegt werden. Die Drehung des Kurvenstegs 50' erfolgt wiederum um die Antriebswellenachse 32, die auch bei dieser Ausführungsform durch den Mittelpunkt des Grundkreises 5Od¹ der beiden Evolventen-Kurvenabschnitte 50a' und 50b' verläuft.

Auch für die Ausführungsform nach Fig. 3 gelten natürlich wieder die vorstehend geschilderten Vorteile der Evolventenform, jedoch läßt die Fig. 3 besonders deutlich erkennen, daß die Form der abgetasteten Kurve bzw. der abgetasteten Kurven auch archimedischen Spiralen entsprechen könnte.

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Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß der mit dem Kurvensteg 50' versehene Körper 51' an die Stelle der in Fig. 1 dargestellten Kurvenscheibe 50 tritt.

Die in den Figuren 4, 4a, 5, 5a, 6 und 6a dargestellten Diagramme sollen der Verdeutlichung des Bewegungsablaufs der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung dienen.

Die Fig. 4 zeigt den Verlauf des Drehwinkels Cp₁ des Servomotors 68 bzw. der Hilfswelle 46 bzw. der Kurvenscheibe 50 über der Zeit (t) - bei stillstehendem Hauptantriebsmotor und damit stillstehender Hauptwelle 28 - für einen Vor- und Rücklauf des Planschlittens 38 bzw. für ein radiales Aus- und Einfahren des Drehwerkzeugs 82.

In Fig. 4a ist die zugehörige Drehwinkelgeschwindigkeit O₁ z. B. der Kurvenscheibe 50 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt.

In Fig. 5 ist der Verlauf des Drehwinkels q>₂ der Hauptwelle 28 über der Zeit (t) dargestellt, wenn sich die Hauptwelle gleichförmig, d. h. mit konstanter Winkelgeschwindigkeit, dreht, wie dies die Fig. 5a zeigt, in der die Winkelgeschwindigkeit (S)₂ der Hauptwelle 28 über der Zeit (t) dargestellt ist.

Während einer Drehbearbeitung rotieren nun Hauptwelle 28 und Hilfswelle 46 mit gleicher und konstanter Drehzahl, solange der Durchmesser des Flugkreises der Werkzeugschneide nicht verändert wird; in diesem Fall treffen die Figuren 5 und 5a auch auf die Hilfswelle 46 bzw. die Kurvenscheibe 50 zu, eine Verdrehung der beiden Wellen 28 und 46 relativ zueinander erfolgt also nicht. Soll nun während der Drehbearbeitung, d. h.

solange die Hauptspindel 28 und die Hilfswelle 46 angetrieben werden, der Durchmesser des Flugkreises der Werkzeugschneide verändert werden, werden die zunächst synchron angetriebenen Wellen 28 und 46 relativ zueinander verdreht, wobei der zeitliche Verlauf des Winkels dieser Relativdrehung für einen Vor- und Rücklauf des Planschlittens 38 wieder der Fig. 4 entspricht. In Fig. 6 ist nun der zeitliche Verlauf des Drehwinkels einer der beiden Wellen dargestellt, und zwar unter der Annahme, daß die andere Welle entsprechend den Figuren 5 und 5a mit konstanter Drehzahl rotiert; bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform soll die Fig. 6 den zeitlichen Verlauf des Drehwinkels des Servomotors 68 und damit der Hilfswelle 46 und der Kurvenscheibe 50 darstellen, die Fig. 6a den zeitlichen Verlauf der entsprechenden Winkelgeschwindigkeit.

Aus den Figuren 6 und 6a folgt also, daß erfindungsgemäß der "Verstellbewegung", d. h. der der Veränderung des Durchmessers des Flugkreises der Werkzeugschneide dienenden Verdrehung der Kurvenscheibe 50 stets die Drehbewegung der Hauptwelle 28 überlagert wird.

Um an einem Werkstück z. B. die in Fig. 1 dargestellte Kontur herzustellen, wird die Veränderung des Durchmessers des Flugkreises der Werkzeugschneide mit einer Bewegung der gesamten Drehbearbeitungseinrichtung (alternativ mit einer Bewegung des Werkstücks 78 in Z-Richtung) koordiniert, und zwar mit Hilfe der CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine, in dem in Fig. 1 dargestellten Fall also mit einer Längsbewegung des Schlittens 14 in Z-Richtung. Hierauf ist die Erfindung aber nicht beschränkt, denn mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung lassen sich beliebige Konturen erzeugen, wenn die Verstellbewegung des Drehwerkzeugs in radialer Rieh-

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tung mit den zu erzeugenden Konturen entsprechenden Bewegun-Cfen der gesamten Drehbearbeitungseinrichtung (oder des Werkstücks) koordiniert wird, also beispielsweise mit Bewegungen in Richtung der Z-Achse, der X-Achse und/oder der Y-Achse der Werkzeugmaschine.

Die heute auf dem Markt verfügbaren CNC-Steuerungen von Werkzeugmaschinen ermöglichen diese Funktionen, d. h. die Funktion eines sogenannten elektronischen Getriebes und die Koordination (Interpolation) mit den Bewegungen einer oder mehrerer NC-Achsen von Maschinenschlitten.

Die in Fig. 7 dargestellte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung soll im folgenden nur insoweit beschrieben werden, als sie sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheidet; soweit die Ausführungsform gemäß Fig. 7 dieselben Elemente aufweist wie die Ausführungsform nach Fig. 1, wurden für diese Elemente in Fig. 7 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist eine zur Antriebswellenachse 32 koaxiale Hilfswelle 146 mittels Lagern 148 drehbar, jedoch axial unverschieblich in einer mit der Antriebswellenachse 32 gleichfalls koaxialen und als Hohlwelle ausgebildeten Hauptwelle 128 gelagert. Der gemäß Fig. 7 rechte Bereich der Hilfswelle 146 ist als Gewindespindel 146a ausgebildet, und zwar vorzugsweise als Kugelgewindespindel, welche mit einem Schieber 150 zusammenwirkt, der eine Kugelgewindemutter für die Gewindespindel 146a bildet und in der Hauptwelle 128 in Richtung der Antriebswellenachse 32 verschiebbar, gegenüber der Hauptwelle 128 jedoch unverdrehbar gelagert ist. Zu diesem Zweck hat der Schieber 150 an seinem Außenumfang einen zur Antriebswellenachse 32 parallelen Steg

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(üblicherweise Feder genannt), der in eine nicht dargestellte und parallel zur Antriebswellenachse 32 verlaufende Nut am Innenumfang der Hauptwelle 128 eingreift und in dieser Nut verschiebbar, quer zur Nutlängsrichtung jedoch spielfrei geführt ist, so daß gewährleistet ist, daß sich der Schieber 150 gegenüber der Hauptwelle 128 nicht verdrehen kann. Wenn sich also die Hauptwelle 128 und die Hilfswelle 146 synchron, d. h. mit gleicher Drehzahl, drehen, dreht sich der Schieber 150 mit der Hauptwelle 128 und der Gewindespindel 146a, ohne in Richtung der Antriebswellenachse 32 verschoben zu werden.

Das gemäß Fig. 7 rechte Ende der Hauptwelle 128 trägt wiederum einen Plandrehkopf 134 mit einem Schlittenunterteil 136, das mit der Hauptwelle 128 fest verbunden ist und nicht näher dargestellte, senkrecht und radial zur Antriebswellenachse 32 verlaufende sowie miteinander fluchtende Führungen für jeweils einen der beiden Planschlitten 138a und 138b aufweist, die bezüglich der Antriebswellenachse 32 einander diametral gegenüberliegen und somit durch noch zu beschreibende Mittel gegenläufig bewegbar sind (natürlich müssen die erwähnten Führungen die beiden Planschlitten in Richtung der Antriebswellenachse 32 spielfrei am Schlittenunterteil 136 halten). Jeder der beiden Planschlitten 138a, 138b trägt ein Drehwerkzeug 140a bzw. 140b.

Die beiden Planschlitten 138a und 138b sowie der Schieber 150 sind mit Mitteln versehen, die für jeden der beiden Planschlitten ein Keilgetriebe 152a bzw. 152b bilden, um eine Verschiebung des Schiebers 150 in Richtung der Antriebswellenachse 32 in gegenläufige radiale Bewegungen der beiden Planschlitten umzusetzen. Derartige Keilgetriebe sind bekannt, so daß sie im einzelnen nicht zeichnerisch dargestellt und beschrieben werden müssen. Die Fig. 7 läßt jedoch erken-

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nen, daß der gemäß Fig. 7 rechte Bereich des Schiebers 150 keilförmig gestaltet ist, so daß jedes der Keilgetriebe 152a, 152b z. B. wie folgt ausgebildet sein kann: An dem betreffenden Planschlitten ist ein im Querschnitt T-förmiger Steg befestigt, am Schieber 150 eine Führung mit einer im Querschnitt T-förmigen Nut, in die der besagte Steg spielfrei eingreift und in der dieser Steg in seiner Längsrichtung bzw. der Längsrichtung der Nut verschiebbar geführt ist. Steg und Nut sind in der in Fig. 7 dargestellten Weise gegenüber der Antriebswellenachse 32 geneigt, so daß eine Verschiebung des Schiebers 150 gemäß Fig. 7 nach rechts ein synchrones Auseinanderfahren der beiden Planschlitten 138a, 138b bewirkt, eine Verschiebung des Schiebers 150 gemäß Fig. 7 nach links eine synchrone Annäherung der beiden Planschlitten aneinander, wobei die beiden Keilgetriebe 152a, 152b so gestaltet und angeordnet sind, daß in jeder Stellung des Schiebers 150 bzw. der beiden Planschlitten die Schneiden der beiden Drehwerkzeuge 140a, 140b bezüglich der Antriebswellenachse 32 äquidistant sind.

Mit Hilfe der in Fig. 7 dargestellten Drehbearbeitungseinrichtung und einer koordinierten Verschiebung des Schlittens 14 in Z-Richtung läßt sich also an einem stillstehenden Werkstück 178 ein zur Antriebswellenachse 32 koaxialer Außenkonus 182 erzeugen, wozu es außer der Verschiebung des Schlittens 14 in Z-Richtung nur einer Verdrehung der Hilfswelle 146 und der Hauptwelle 128 gegeneinander bedarf, um den Schieber 150 zu verschieben, während das Drehen kreiszylindrischer und mit der Antriebswellenachse 32 koaxialer Flächen an einem Werkstück voraussetzt, daß der Schlitten 14 in Z-Richtung verschoben wird, während Hauptwelle 128 und Hilfswelle 146 synchron, d. h. mit gleicher Drehzahl angetrieben werden.

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Die in Fig. 7 dargestellte zweite Ausfuhrungsform bringt vor cillem die folgenden Vorteile mit sich: Wenn mehrere, bezüglich der Antriebswellenachse 32 gegenläufig bewegbare Planschlitten vorhanden sind, ergibt sich - eine vorherige Auswuchtung vorausgesetzt - keine Unwucht durch die rotierenden Teile. Außerdem verteilt sich die für die Drehbearbeitung erforderliche Zerspanleistung auf mehrere Werkzeugschneiden, so daß bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform mit doppelt so großem Vorschub in Z-Richtung gearbeitet werden kann als bei Einsatz nur eines einzigen Drehwerkzeugs. Auch erfährt ein schlankes Werkstück während der Drehbearbeitung keine Verbiegung, sondern nur eine von den Zerspanungskräften herrührende Drehmomentbelastung, wenn gleichzeitig mit mehreren, drehwinkelmäßig äquidistant angeordneten Werkzeugen gearbeitet wird.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform muß mit dem Servomotor 68 ein Drehmoment erzeugt werden, mit dem die an den Planschlitten und Drehwerkzeugen angreifenden Fliehkräfte überwunden werden, d. h. auch ohne eine Verstellbewegung der Drehwerkzeuge in radialer Richtung bedarf es einer Antriebsleistung dieses Servomotors, welche größer ist als die zur Überwindung der Lagerreibung erforderliche Antriebsleistung; diese zusätzliche Antriebsleistung addiert sich zu der vom Hauptantriebsmotor 58 aufgebrachten Leistung zu einer erhöhten Schnittleistung.

Anhand der Figuren 8 und 9 soll eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung erläutert werden, die sich in gewisser Weise grundsätzlich von den beiden ersten Ausführungsformen unterscheidet, in der Zeichnung jedoch nur insoweit dargestellt wurde und im folgenden be-

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schrieben werden wird, als dies für das Verständnis dieser dritten Ausführungsform erforderlich ist.

Der in Fig. 8 dargestellte Längsschnitt durch einen vorderen Bereich (auf das zu bearbeitende Werkstück bezogen) dieser Drehbearbeitungseinrichtung zeigt eine mit einer Antriebswellenachse 200 koaxiale Welle 202 (welche im Sinne der Ansprüche vorzugsweise die Hauptwelle bildet und deshalb im folgenden als solche bezeichnet werden soll) und eine als Hohlwelle ausgebildete und mit der Antriebswellenachse 200 gleichfalls koaxiale Welle 204 (welche im Sinne der Ansprüche vorzugsweise die Hilfswelle bildet und deshalb im folgenden als solche bezeichnet werden soll), in der die Welle 202 mittels eines Lagers 206 drehbar gelagert ist. Mit Hilfe von Lagern 208 und 210 ist in der Hilfswelle 204 ferner eine Werkzeugspindel 212 drehbar gelagert, jedoch so, daß eine Werkzeugspindelachse 214, um die die Werkzeugspindel 212 rotieren kann, zwar parallel zur Antriebswellenachse 200 verläuft, dieser gegenüber aber um eine Exzentrizität "e" versetzt ist. Die Werkzeugspindel 212 trägt ein Drehwerkzeug 216 mit einer Schneide 218, deren zerspanungswirksame Spitze mit 220 bezeichnet wurde. Damit die Werkzeugspindel 212 trotz der Exzentrizität e durch die Hauptwelle 202 angetrieben werden kann und mit dieser drehwinkelmäßig steif verbunden ist, wurde das gemäß Fig. 8 rechte Ende der Hauptwelle 202 über eine Ausgleichskupplung 222 mit dem gemäß Fig. 8 linken Ende der Werkzeugspindel 212 verbunden; derartige Ausgleichskupplungen sind im Stand der Technik bekannt, und die Fig. 8 zeigt eine -bevorzugte Ausführungsform in Form einer gleichfalls bekannten Metallbalgkupplung.

Hinsichtlich der Antriebe für die Hauptwelle 202 und die Hilfswelle 204 sowie hinsichtlich der Steuerung dieser An-

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triebe kann auf die Fig. 1 und die hierzu gegebenen Erläuterungen verwiesen werden, d. h. mit einem dem in Fig. 1 dargestellten Hauptantriebsmotor 58 entsprechenden Motor wird die Hauptwelle 202 angetrieben, mit einem dem in Fig. 1 dargestellten Servomotor 68 entsprechenden Servomotor die Hilfswelle 204; vorzugsweise wird man allerdings die Welle 204 (wegen ihrer größeren Masse) gleichförmig antreiben und infolgedessen für den Antrieb der Welle 202 einen Servomotor verwenden.

Bei der dritten, in den Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsform (und entsprechendes gilt für die noch zu beschreibende und in den Figuren 10 und 11 dargestellte vierte Ausführungsform) tritt an die Stelle eines Planschlittens als Werkzeugträger ein rotierender Werkzeugträger, im Falle der dritten Ausführungsform nämlich die Werkzeugspindel 212. Die Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 hat unter anderem den Vorteil, daß keinerlei Getriebe erforderlich sind, um eine Dreh- oder Linearbewegung in eine Bewegung umzusetzen, welche der Veränderung des Durchmessers des Flugkreises der Werkzeugschneide entspricht. Hingegen besteht bei der dritten Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 kein streng linearer Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel, um den Hauptwelle und Hilfswelle relativ zueinander verdreht werden, und der Änderung des Durchmessers des Flugkreises der Werkzeugschneide; dies ist aber auch nicht erforderlich, wenn darauf verzichtet wird, durch eine Drehbearbeitung Konturen herzustellen. Wenn letzteres aber gefordert wird, kann der durch die Mechanik nicht erbrachte lineare Zusammenhang durch ein entsprechendes Programm herbeigeführt werden, welches durch die CNC-Steuerung der Werkzeugmaschine verarbeitet wird,

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Wenn mit der Drehbearbeitungseinrichtung gemäß den Figuren 8 und 9 an einem stillstehenden Werkstück eine mit der Antriebswellenachse 200 koaxiale kreiszylindrische Fläche erzeugt werden soll, werden die Hauptwelle 202 und die Hilfswelle 204 synchron, d. h. mit identischen Drehzahlen angetrieben und gleichzeitig die Drehbearbeitungseinrichtung in Richtung der Antriebswellenachse 200, d. h. in Z-Richtung, vorgeschoben. Zur Veränderung des Durchmessers des Flugkreises der Spitze 220 der Drehwerkzeugschneide werden die Hauptwelle 202 und die Hilfswelle 204 relativ zueinander verdreht, um so den radialen Abstand der Schneidenspitze 220 von der Antriebswellenachse 200 zu verändern.

Die Fig. 9 zeigt nun zum einen einen,Flugkreis 230, welchen die Schneidenspitze 220 durchläuft, wenn und solange die Hauptwelle 202 und die Hilfswelle 204 synchron, d. h. mit identischen Drehzahlen angetrieben werden, und zum anderen eine Bahn 232, welche die Schneidenspitze 220 durchläuft, wenn die Hilfswelle 204 stillsteht und die Hauptwelle 202 verdreht wird, um den radialen Abstand der Schneidenspitze 220 von der Antriebswellenachse 200 zu verändern. Hieraus wird deutlich, daß sich bei rotierender Hauptwelle 202 und rotierender Hilfswelle 204 der Durchmesser des Flugkreises der Schneidenspitze 220 verändern läßt, und zwar auch kontinuierlich, wenn die beiden Wellen 202 und 204 relativ zueinander verdreht werden.

Da die Verstellwege solcher Ausdreh- oder Feindrehwerkzeuge, für die das- Drehwerkzeug 216 der Drehbearbeitungseinrichtung nach den Figuren 8 und 9 repräsentativ ist, nur verhältnismäßig klein sind und beispielsweise lediglich 0,1 mm betragen müssen, können die Exzentrizität e und der Winkel, um den die beiden Wellen 202 und 204 relativ zueinander verdreht werden

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müssen, gleichfalls recht klein sein; für diesen Fall ergibt sich ein praktisch linearer Zusammenhang zwischen dem genannten Verdrehwinkel und dem Verstellweg der Werkzeugschneide. Auch ist die Auflösung sehr hoch, d. h. durch eine Verdrehung der beiden Wellen 202 und 204 relativ zueinander lassen sich die gewünschten Verstellwege sehr genau einstellen. Auch läßt sich mathematisch herleiten, daß die Größe des Verstellwegs pro Grad Verdrehung der beiden Wellen 202 und 204 relativ zueinander praktisch (wenn auch mathematisch nicht streng) unabhängig ist vom Durchmesser des Flugkreises der Werkzeugschneide .

Ein weiterer Vorteil der in den Figuren 8 und 9 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung ist darin zu sehen, daß diese Ausführungsform eine außerordentlich platzsparende und stabile Konstruktion darstellt und daß unabhängig von der Verstellung des Drehwerkzeugs ein völlig unwuchtfreier Betrieb möglich ist - dies setzt lediglich voraus, daß der Schwerpunkt der Werkzeugspindel 212 samt Drehwerkzeug 216 in der die Schwenkachse darstellenden Werkzeugspindelachse 214 liegt und die gesamte Baugruppe, bestehend aus Hauptwelle 202, Ausgleichskupplung 222, Werkzeugspindel 212, Drehwerkzeug 216 und Hilfswelle 204 samt ihren Lagern ausgewuchtet wurde.

Grundsätzlich könnte an die Stelle der Ausgleichskupplung 222 ein Zahnradgetriebe treten; eine Ausgleichskupplung hat jedoch den Vorteil, daß sie einfacher ist und eine kleinere Ex-

Die in den Figuren 10 und 11 dargestellte vierte Ausführungsform kommt der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 verhältnismäßig nahe und wurde deshalb nur insoweit zeichnerisch

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dargestellt und soll im folgenden nur insoweit beschrieben werden, als sich diese vierte Ausführungsform von der ersten Ausführungsform unterscheidet und als dies für das Verständnis der vierten Ausführungsform erforderlich ist.

Die vierte Ausführungsform nach den Figuren 10 und 11 hat wieder eine mit einer Antriebswellenachse 432 koaxiale und als Hohlwelle ausgebildete Hauptwelle 428, in der mittels eines Lagers 450 eine gleichfalls mit zur Antriebswellenachse 432 koaxiale Hilfswelle 446 drehbar und axial unverschieblich gelagert ist. Der Antrieb der Hauptwelle 428 kann dem in Fig. 1 dargestellten Antrieb der Hauptwelle 28 entsprechen, der Antrieb der Hilfswelle 446 dem in Fig. 1 dargestellten Antrieb der Hilfswelle 46. Mit dem gemäß Fig. 10 rechten Ende der Hauptwelle 428 ist ein glockenförmiges Gehäuseteil 452 eines Werkzeugkopfs 434 fest verbunden, ein weiteres Gehäuseteil 454 des Werkzeugkopfs ist demontierbar am Gehäuseteil 452 angebracht. In zwei zur Antriebswellenachse 432 achsparalellen und äquidistant angeordneten, einander bezüglich dieser Achse diametral gegenüberliegenden Bohrungen 456a und 456b des Gehäuseteils 454 ist jeweils eine Schwenkwelle 458a bzw. 458b drehbar und axial unverschieblich angeordnet; die g;emäß Fig. 10 rechten Enden dieser Schwenkwellen sind jeweils mit einem Schwenkhebel 460a bzw. 460b fest verbunden, die linken Enden hingegen mit einem schwenkhebelartigen Zahnsegment 462a bzw. 462b. Die Schwenkhebel 460a und 460b dienen als Werkzeugträger, wie durch an diesen Schwenkhebeln befestigte Werkzeugschneiden 440a und 440b verdeutlicht wurde.

Das Gehäuseteil 452 bildet ein mit einer inneren, kreisringförmigen Verzahnung 464a versehenes erstes Hohlrad 464 eines Planetengetriebes, ein zweites Hohlrad 466 ist auf der Hilfswelle 446 frei drehbar gelagert, und ein von der Hilfswelle

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446 getragener Planetenradträger 468 dieses Planetengetriebes ist mit der Hilfswelle 446 verdrehfest verbunden (von den Verbindungsmitteln zeigt die Fig. 10 nur einen Steg (eine sogenannte Feder) 471 an der Hilfswelle 446); die innenliegende, kreisförmige Verzahnung des zweiten Hohlrads 466 wurde mit 466a bezeichnet. Schließlich umfaßt das Planetengetriebe noch mehrere Planetenräder 470, die im Planetenradträger 468 frei drehbar gelagert sind und mit den Verzahnungen 464a und 466a der beiden Hohlräder 464 und 466 kämmen. Am zweiten Hohlrad 466 ist noch ein Zahnrad 466b ausgebildet, in dessen Verzahnung die Verzahnungen der beiden Zahnsegmente 462a und 462b eingreifen.

ESrfindungsgemäß unterscheiden sich die Verzahnungen 464a und 466a in ihrer Zähnezahl, allerdings nur geringfügig, z. B. um zwei Zähne. Jedes der Planetenräder 470 könnte nun mit zwei Verzahnungen versehen sein, deren eine der Verzahnung 464a und deren andere der Verzahnung 466a entspricht, dem Fachmann ist es aber bekannt, daß statt dessen die Verzahnungen 464a und 466a auch so korrigiert werden können, daß sie mit einer einzigen Verzahnung eines jeden der Planetenräder zusammenlaufen können.

Soll mit der Drehbearbeitungseinrichtung gemäß den Figuren 10 und 11 eine mit der Antriebswellenachse 432 koaxiale kreiszylindrische Fläche gedreht werden, werden die Hauptwelle 428 und die Hilfswelle 446 synchron, d. h. mit identischen Drehzahlen angetrieben, was zur Folge hat, daß die Spitzen der beiden Werkzeugschneiden 440a und 440b konstante und identische radiale Abstände von der Antriebswellenachse 432 haben. Zur Veränderung des Durchmessers des Flugkreises, den die Spitzen der beiden Werkzeugschneiden beschreiben und der für beide Schneidenspitzen stets identisch ist, werden die beiden

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Wellen 428 und 446 wieder relativ zueinander verdreht, was dank des Planetenradgetriebes zur Folge hat, daß die beiden Schwenkhebel 460a und 460b in der Ansicht gemäß Fig. 11 synchron und gleichsinnig, d. h. beide im Uhrzeigersinn oder beide im Gegenuhrzeigersinn, verschwenkt werden; dabei durchlaufen die Spitzen der Werkzeugschneiden 440a und 440b Kreisbögen um die Achsen der Schwenkwellen 458a und 458b, wodurch der radiale Abstand der Spitzen der Werkzeugschneiden von der Antriebswellenachse 432 synchron vergrößert oder verkleinert wird.

Die vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drehbearbeitungseinrichtung, wie sie in den Figuren 10 und 11 dargestellt ist, hat unter anderem den Vorteil, daß an den Schwenkhebeln 460a, 460b nur geringe Fliehkräfte entstehen; außerdem hat die Verstellvorrichtung dieser Ausführungsform eine hohe Auflösung und erlaubt große Bearbeitungskräfte.

Wie ohne weiteres ersichtlich, könnte das eigentliche Planetenradgetriebe auch im Bereich der gemäß Fig. 10 linken Enden der Wellen 428 und 446 angeordnet werden, so daß dann nur noch die Zahnsegmente 462a, 462b und das Zahnrad 466b im Werkzeugkopf 434 verbleiben. Auch könnte an die Stelle des Planetenradgetriebes ein anderes Untersetzungsgetriebe treten.

Es liegt auf der Hand, daß wenn für die verschiedenen Ausführungsformen eine Innendrehbearbeitung bzw. eine Außendrehbearbeitung dargestellt wurde, die Werkzeuge und Werkzeughalter ohne weiteres auch so gestaltet werden können, daß mit der betreffenden Ausführungsform auch eine Außendrehbearbeitung bzw. eine Innendrehbearbeitung möglich ist,

Claims (1)

1. - 26 -

   Ansprüche

   1. Drehbearbeitungseinrichtung für eine CNC-Werkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, einer um eine Antriebswellenachse drehbar gelagerten und durch einen Hauptantriebsmotor rotatorisch antreibbaren Hauptwelle, einem durch die letztere um die Antriebswellenachse rotatorisch antreibbaren Werkzeugträger für ein eine Schneide aufweisendes Drehwerkzeug, sowie einer einen zweiten Motor aufweisenden Verstellvorrichtung zur Veränderung des radialen Abstandes der Werkzeugschneide von der Antriebswellenachse, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (68, 46, 50, 52, 54, 38; 50', 52·, 54'; 146a, 150, 152a, 152b, 138a, 138b; 204, 212; 446, 464, 466, 468, 470, 466b, 462a, 462b, 460a, 460b) eine gleichfalls um die Antriebswellenachse (32; 200; 432) drehbar gelagerte sowie mit dem zweiten Motor (68 bzw. 58) in Drehverbindung stehende Hilfswelle (46; 146; 204; 464) aufweist und daß die beiden Wellen (28, 46; 128, 146; 202, 204; 428, 446) relativ zueinander verdrehbar sind, so daß durch eine entsprechende Steuerung mindestens eines der beiden Motoren (58, 68) der radiale Abstand der Werkzeugschneide (42; 218; 440a, 440b) von der Antriebswellenachse veränderbar ist.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (68, 46, 50, 52, 54, 38; 50', 52', 54'; 146a, 150, 152a, 152b, 138a, 138b; 204, 212; 446, 464, 466, 468, 470, 466b, 462a, 462b, 460a, 460b) derart ausgebildet ist, daß bei synchron mit der Hauptwelle (28; 128; 202; 428) laufender Hilfswelle (46;

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   146; 204; 446) die Bahn der Werkzeugschneide (42; 218; 440a, 440b) ein zur Antriebswellenachse (32; 200; 432) konzentrischer Kreis ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hauptwelle (28; 128; 202; 428) und für die Hilfswelle (46; 146; 204; 446) jeweils ein insbesondere in den zugehörigen Motor (58 bzw. 68) integrierter Drehwinkelpositionsgeber (70, 72) vorgesehen ist.

   4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Motoren (58, 68) und insbesondere der zweite Motor (68 bzw. 58) ein Servomotor ist.

   5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Wellen eine die andere Welle (46; 146; 202; 446) umgebende Hohlwelle (28; 128; 204; 428) ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Welle (46; 146; 202; 446) in der anderen (28; 128; 204; 428) drehbar gelagert ist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwelle (28; 128; 428) als Hohlwelle ausgebildet ist.

   8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine durch eine CNC-Steuerung realisierte elektronische Getriebefunktion zur Überlagerung der Drehzahlen von Haupt- und HiIfs-

   welle zwecks Verdrehen der einen gegenüber der anderen Welle.

   9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Motor (68 bzw. 58) mit dem Gehäuse (22) verbunden ist.

   10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung mindestens zwei Stellelemente (50, 52, 54; 50', 52', 54') aufweist, welche in einer senkrecht zur Antriebswellenachse (32) verlaufenden Ebene relativ zueinander bewegbar sind und von denen ein erstes mit der Hilfswelle (46) und ein zweites mit der Hauptwelle (28) in Drehverbindung steht, und daß das eine Stellelement ein Abtastelement (52, 54; 52', 54') für eine vom anderen Stellelement (50; 50') gebildete und in dieser Ebene liegende Zustellkurve (50a, 50b; 50a', 50b') ist.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zwei die Zustellkurve (50; 50') spielfrei zwischen sich aufnehmende Abtastelemente (52, 54; 52', 54¹).

   12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellkurve (50; 50') an der Hilfswelle (46) angebracht ist, daß die Hauptwelle (28) eine sich senkrecht zur Antriebswellenachse (32) erstreckende Schlittenführung für einen Werkzeugträgerschlitten (38) und der letztere das Abtastelement (52, 54; 52', 54') trägt.

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   13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß - in Richtung der Antriebswellenachse (32) gesehen - die Zustellkurve (50) ungefähr herzförmig gestaltet ist und zwischen zwei Abtastrollen (52, 54) liegt, welche so angeordnet sind, daß in den beiden Abtaststellen die Tangenten an die Zusteillkurve (50) stets parallel zueinander verlaufen.

   14. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellkurve von einem Steg (50¹) konstanter Breite gebildet wird, auf dessen beiden Seiten jeweils eine Abtastrolle (52', 54') so angeordnet ist, daß der Abstand der beiden Abtaststellen voneinander gleich der Stegbreite ist, so daß in den beiden Abtaststellen die Tangenten an die Zustellkurve stets parallel zueinander verlaufen.

   15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Zustellkurve archimedischen Spiralen entspricht.

   16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Zustellkurve (50; 50') Evolventen entspricht.

   17. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (134) einander bezüglich der Antriebswellenachse (32) diametral gegenüberliegende Werkzeugträgerschlitten (138a, 138b) aufweist, daß die Hauptwelle (128) für jeden Werkzeugträgerschlitten eine sich senkrecht zur Antriebswellenachse (32) erstreckende Schlittenführung trägt und daß die Verstellvorrichtung einen in Richtung der An-

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   triebswellenachse (32) orientierten und durch eine Drehzahldifferenz zwischen Haupt- und Hilfswelle (128 bzw. 146) betätigbaren Gewindetrieb (146a, 150) sowie ein durch letzteren betätigbares Umlenkgetriebe (152a, 152b) zum gegenläufigen und synchronen Bewegen der beiden Werkzeugträgerschlitten aufweist.

   18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe ein Keilgetriebe (152a, 152b) ist.

   19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilgetriebe (152a, 152b) ein durch den Gewindetrieb (146a, 150) in Richtung der Antriebswellenachse (32) hin- und herschiebbares Keilelement (150) besitzt und daß das letztere und die Werkzeugträgerschütten (138a, 138b) mit formschlüssig ineinandergreifenden, schräg zur Antriebswellenachse verlaufenden Führungselementen versehen sind.

   2,0. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugspindel (212) in einer zur Antriebswellenachse (200) koaxialen Hohlwelle (204) achsparallel, jedoch bezüglich der Antriebswellenachse exzentrisch drehbar gelagert angeordnet ist, so daß durch eine Relativdrehung von Hohlwelle (204) und Werkzeugspindel (212) der radiale Abstand der Werkzeugschneide (218) eines von der Werkzeugspindel getragenen Werkzeugs (216) von der Antriebswellenachse (200) veränderbar ist, und daß die Hohlwelle (204) durch den zweiten Motor (68 bzw. 58) antreibbar ist und die Werkzeugspindel (212) über eine die Exzentrizität (e)

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   überbrückende Kupplungsvorrichtung (222) mit der Hauptwelle (202) in Drehverbindung steht.

   21. Einrichtung nach Anspruch 2O₇ dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsvorrichtung als Ausgleichskupplung (222) ausgebildet ist.

   22. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Werkzeugträger (434) mindestens ein Werkzeughalter (460a, 460b) um eine zur Antriebswellenachse (432) parallele Achse schwenkbar gelagert ist und daß zum Verschwenken des Werkzeughalters zwischen diesem und der Hilfswelle (446) ein Stellgetriebe (468, 470, 464a, 466a, 46.6, 466b, 462a, 462b) vorgesehen ist.

   23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellgetriebe (468, 470, 464a, 466a, 466, 466b, 462a, 462b) ein Zahnradgetriebe ist.

   24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe (468, 470, 464a, 466a, 466, 466b, 462a, 462b) ein Planetenradgetriebe mit einem PIanetenradträger (468), wenigstens einem Planetenrad (470) und zwei mit dem letzteren kämmenden Hohlrädern (464, 466) ist, daß der Planetenradträger und das eine, erste Hohlrad (464) durch die Hauptwelle (428) bzw. die Hilfswelle (446) antreibbar sind, daß der Werkzeughalter (460a,~460b) durch das zweite Hohlrad (466) verschwenkbar ist und daß die Verzahnungen (464a, 466a) der beiden Hohlräder (464, 466) um einen Zahn oder einige wenige Zähne unterschiedlich sind.

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   25. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, mit ihren Schwenkachsen (458a, 458b) drehwinkelmäßig äquidistant angeordnete Werkzeughalter (460a, 460b) vorgesehen sind.

   26. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) mit mindestens einem in Richtung der Antriebswellenachse (32) verschiebbaren Maschinenschlitten (14) verbunden ist.

   27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß dem Maschinenschlitten (14) mindestens eine NC-Achse zur gesteuerten Verschiebung des Maschinenschlittens in Richtung der Antriebswellenachse (32) zugeordnet ist.

   28. Einrichtung nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch eine durch eine CNC-Steuerung realisierte Koordination der Bewegung des Maschinenschlittens (14) mit der Funktion der Verstellvorrichtung (68, 46, 50, 52, 54, 38; 50', 52', 54'; 146a, 150, 152a, 152b, 138a, 138b; 204, 212; 446, 464, 466, 468, 470, 466b, 462a, 462b, 460a, 460b).