DE29817319U1 - Universal grinding machine - Google Patents

Description

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KAISER-WILHELM-RING 24 · 50672 KÖLNKAISER-WILHELM-RING 24 · 50672 COLOGNE

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ouRREF. sht 101 25.09.1998he/siouRREF. sht 101 25.09.1998he/si

Anmelder: Alfred H. Schütte GmbH £ Co. KG,Applicant: Alfred H. Schütte GmbH £ Co. KG,

Alfred-Schütte-Allee 76, D-51105 Köln Titel: UniversalschleifmaschineAlfred-Schütte-Allee 76, D-51105 Cologne Title: Universal grinding machine

Die Erfindung betrifft eine Universalschleifmaschine, insbesondere zum Bearbeiten von Werkzeugen, mit einem Werkstückträger für das Werkstück und einem Schleifwerkzeug, das in einer drehend angetriebenen Schneidspindel befestigt ist, die in einem Spindelträger gelagert ist, der an einer Säule längs zweier einander kreuzender Schlittenachsen relativ zum Werkstück bewegbar ist.The invention relates to a universal grinding machine, in particular for machining tools, with a workpiece carrier for the workpiece and a grinding tool which is fastened in a rotating driven cutting spindle which is mounted in a spindle carrier which is movable on a column along two intersecting slide axes relative to the workpiece.

Für besondere Schleifaufgaben, insbesondere zum Werkzeugschleifen, ist es erforderlich, das Schleifwerkzeug in verschiedenen Winkellagen gegen das Werkstück zuzustellen. Um dies zu ermöglichen, muß die Schleifspindel um mindestens eine zur Spindelachse senkrechte Drehachse schwenkbar sein.For special grinding tasks, especially for tool grinding, it is necessary to position the grinding tool against the workpiece at different angles. To make this possible, the grinding spindle must be able to pivot about at least one axis of rotation perpendicular to the spindle axis.

Bei Schleifmaschinen mit schwenkbarem Schleifkopf sind Schleifspindel und Antriebsmotor üblicherweise in einem Spindelträger axial hintereinander oder parallel neben- oder übereinanderliegend angeordnet und durch einen Riementrieb miteinander verbunden oder als Motorspindel ausgeführt. Das Schleifaggregat hat hierdurch eine große Baulänge und benötigt für seine Schwenkbewegung viel Platz. Außerdem kragt das Schleifwerkzeug aus dem Spindelträger verhältnismäßig weit aus.In grinding machines with a swiveling grinding head, the grinding spindle and drive motor are usually arranged axially one behind the other or parallel next to or on top of each other in a spindle carrier and are connected to each other by a belt drive or designed as a motor spindle. The grinding unit therefore has a large overall length and requires a lot of space for its swiveling movement. In addition, the grinding tool projects relatively far out from the spindle carrier.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Universalschleifmaschine der eingangs näher erläuterten Art so auszubilden, daß die Eingriffsstelle zwischen dem Werkstück und einem schwenkbaren Schleifwerkzeug möglichst nahe an den Führungen der linearen Achsen für den Werkzeugvorschub angeordnet werden kann.The object of the invention is to design a universal grinding machine of the type described in more detail above in such a way that the point of engagement between the workpiece and a pivotable grinding tool can be arranged as close as possible to the guides of the linear axes for the tool feed.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß der Spindelträger mit der ^Schleifspindel unter einem Neigungswinkel gegenüber einer Schlittenachse geneigt an einem Support angeordnet ist, der an der Säule und/oder zusammen mit dieser längs der beiden Schlittenachsen bewegbar ist.This object is achieved with the invention in that the spindle carrier with the grinding spindle is arranged at an angle of inclination relative to a slide axis on a support which is movable on the column and/or together with it along the two slide axes.

Dies,e Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Spindelträger mit der Schleifspindel und ggf. ihrem Antrieb in dem von der Säule und dem Horizontalschlitten des Schleifaggregates gebildeten Winkel untergebracht werden kann und den Raum in der Diagonale ausnutzt. Hierdurch kann auch ein Schleifaggregat größerer Längenausdehnung mit seinem Schleifkopf näher an die Führung des Vertikalschlittens herangebracht werden.This design has the advantage that the spindle carrier with the grinding spindle and, if applicable, its drive can be accommodated in the angle formed by the column and the horizontal slide of the grinding unit and makes use of the space in the diagonal. This also allows a grinding unit with a greater length to be brought with its grinding head closer to the guide of the vertical slide.

Die Schleifspindel ist zweckmäßig derart geneigt, daß ihr hinteres Antriebsende in der Grundstellung tiefer liegt als ihr vorderes Aufnahmeende für das Schleifwerkzeug. Der Neigungswinkel der Schleifspindelachse gegenüber der Horizontalen liegt hierbei vorteilhaft zwischen 15° und 45°.The grinding spindle is suitably inclined in such a way that its rear drive end is lower in the basic position than its front receiving end for the grinding tool. The angle of inclination of the grinding spindle axis relative to the horizontal is advantageously between 15° and 45°.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Spindelträger mit der Schleifspindel am Support um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist, die unter dem Neigungswinkel gegenüber einer vertikalen Schlittenachse geneigt ist, wobei sich die Drehachse des Spindelträgers in der Nähe der Eingriffsstelle von Schleifwerkzeug und Werkstück befindet. Dies hat den Vorteil, daß der Schwenkradius des Schleifwerkzeuges klein bleibt und nur geringe Linearverschiebungen des Werkstückes erforderlich sind, um dieses an der richtigen Stelle mit dem geschwenkten Werkzeug in Eingriff zu bringen.It is particularly advantageous if the spindle carrier with the grinding spindle is pivotably mounted on the support about a rotation axis that is inclined at an angle to a vertical slide axis, with the rotation axis of the spindle carrier being located near the point of engagement between the grinding tool and the workpiece. This has the advantage that the pivot radius of the grinding tool remains small and only small linear displacements of the workpiece are required in order to bring it into engagement with the pivoted tool at the right point.

Die Schleifspindel und ihr Antriebsmotor können im Spindelträger axial hintereinander angeordnet und gemeinsam um die Drehachse schwenkbar sein. Noch zweckmäßiger ist es, die Schleifspindel als Motorspindel auszuführen, die um die Drehachse schwenkbar ist.The grinding spindle and its drive motor can be arranged axially one behind the other in the spindle carrier and can be pivoted together about the axis of rotation. It is even more practical to design the grinding spindle as a motor spindle that can be pivoted about the axis of rotation.

Der Support für den Spindelträger kann mit einem Vertikalschlitten an der Säule vertikal verstellbar sein, während die Säule mit einem Horizontalschlitten in Richtung auf den Werkstückträger horizontal verstellbar ist, um die Positionierung und Zustellung des Schleifwerkzeuges relativ zum Werkstück zu bewirken. The support for the spindle carrier can be vertically adjustable with a vertical slide on the column, while the column can be horizontally adjusted with a horizontal slide in the direction of the workpiece carrier in order to effect the positioning and feed of the grinding tool relative to the workpiece.

Für den Antrieb der Linear- und Drehachsen der Maschine wird zweckmäßig eine numerische Steuerung eingesetzt, mit der die Antriebe für den Vertikalschlitten und den Horizontalschlitten numerisch derart gesteuert werden, daß die Schlitten für eine Zustellbewegung der Schleifspindel sich in Richtung der Spindelachse gleichzeitig bewegen. Hierbei wird die gewünschte Vorschubbewegung der geneigten Schleifspindel durch den Rechner in senkrechte und horizontale Bewegungskoordinaten zerlegt und die Bewegung von Vertikalschlitten und Horizontalschlitten so aufeinander abgestimmt, daß sich die gewünschte Zustellbewegung des Schleifwerkzeuges ergibt.A numerical control is used to drive the linear and rotary axes of the machine, with which the drives for the vertical slide and the horizontal slide are numerically controlled in such a way that the slides move simultaneously in the direction of the spindle axis for a feed movement of the grinding spindle. The desired feed movement of the inclined grinding spindle is broken down by the computer into vertical and horizontal movement coordinates and the movement of the vertical slide and horizontal slide are coordinated in such a way that the desired feed movement of the grinding tool is achieved.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus. der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer seitlichen Ansicht und teilweise im Schnitt dargestellt ist.Further features and advantages of the invention emerge from the following description and the accompanying drawing, in which a preferred embodiment of the invention is shown in a side view and partly in section.

Die in der Zeichnung dargestellte Universalschleifmaschine hat ein Gehäuse 10 und ein Maschinenbett 11, in dessen Längsrichtung ein Werkstückschlitten 12 auf einer Schlittenführung 13 entlangfährt. Auf dem Werkstückschlitten 12 ist ein Werkstückträger 14 angeordnet, der als Spindelstock ausgebildet ist, in dessen Werkstückspindel 15 ein zu bearbeitendes Werkstück 16 eingespannt ist.The universal grinding machine shown in the drawing has a housing 10 and a machine bed 11, in the longitudinal direction of which a workpiece carriage 12 moves along a carriage guide 13. A workpiece carrier 14 is arranged on the workpiece carriage 12, which is designed as a headstock, in whose workpiece spindle 15 a workpiece 16 to be machined is clamped.

Seitlich neben dem Werkstückträger 14 mit dem zu bearbeitenden Werkstück 16 befindet sich die Schleifeinrichtung 17, die in ihrer Gesamtheit mit einem Horizontalschlitten 18 auf dem Maschinenbett 11 quer zur Längsrichtung der Schlittenführung 13 für den Werkstückschlitten mit Hilfe eines numerisch gesteuerten Linearantriebes 19 horizontal hin- und herbewegbar ist. DieThe grinding device 17 is located to the side of the workpiece carrier 14 with the workpiece 16 to be machined, which can be moved horizontally back and forth in its entirety with a horizontal slide 18 on the machine bed 11 transversely to the longitudinal direction of the slide guide 13 for the workpiece slide with the aid of a numerically controlled linear drive 19. The

Schleifeinrichtung 17 hat eine Säule 20, welche den Werkstückträger 14 überragt und an ihrer dem Werkstückträger 14 zugewandten Vorderseite 21 eine senkrechte Schlittenführung 22 für einen Vertikalschlitten 23 aufweist. Der Vertikalschlitten 23 trägt einen Support 24, in dem eine Drehachse 25 mit Drehantrieb 26 gelagert ist. Die Drehachse 25 schließt mit der vertikalen Schlittenachse 27, längs deren sich der Vertikalschlitten 23 bewegt, einen Winkel &agr; von etwa 30° ein und durchsetzt rechtwinklig die schräge Unterseite 28 des Supports 24.Grinding device 17 has a column 20 which projects above the workpiece carrier 14 and has a vertical slide guide 22 for a vertical slide 23 on its front side 21 facing the workpiece carrier 14. The vertical slide 23 carries a support 24 in which a rotary axis 25 with rotary drive 26 is mounted. The rotary axis 25 forms an angle α of approximately 30° with the vertical slide axis 27, along which the vertical slide 23 moves, and passes at right angles through the sloping underside 28 of the support 24.

An der Unterseite 28 des Supports 24 ist mit einem Drehtisch 29 ein Spindelträger 30 gelagert, der von dem Drehantrieb 26 gedreht werden kann und hierbei um die Drehachse 25 schwenkt.A spindle carrier 30 is mounted on the underside 28 of the support 24 with a rotary table 29, which can be rotated by the rotary drive 26 and pivots about the rotation axis 25.

In dem Spindelträger 30, dessen Spindelgehäuse 31 sich von der Drehachse 25 aus weit nach hinten in die von der Säule 20 und dem Horizontalschlitten 18 gebildete, untere Ecke 32 der Schleifeinrichtung erstreckt, ist die Schleifspindel 33 gelagert, die als Motorspindel ausgeführt ist. Mit ihrem hinteren Antriebsende 34 ist die Schleifspindel 33 über eine nicht näher dargestellte elastische Kupplung mit einem Antriebsmotor 35 verbunden, der im hinteren, unteren Ende des Spindelgehäuses 31 untergebracht ist.The grinding spindle 33, which is designed as a motor spindle, is mounted in the spindle carrier 30, whose spindle housing 31 extends from the rotation axis 25 far to the rear into the lower corner 32 of the grinding device formed by the column 20 and the horizontal slide 18. The grinding spindle 33 is connected with its rear drive end 34 via an elastic coupling (not shown in detail) to a drive motor 35, which is housed in the rear, lower end of the spindle housing 31.

Man erkennt, daß die Spindelachse 36 der Schleifspindel 33 parallel zur schrägen Unterseite 28 des Supports 24 verläuft und auf der Drehachse 25 senkrecht steht. Sie schließt deshalb in ihrer Grundstellung, in der sie zur Werkstückachse senkrecht steht, mit der horizontalen Schlittenachse 37 des Horizontalschlittens 18 ebenfalls den Winkel &agr; ein.It can be seen that the spindle axis 36 of the grinding spindle 33 runs parallel to the slanted underside 28 of the support 24 and is perpendicular to the rotation axis 25. In its basic position, in which it is perpendicular to the workpiece axis, it therefore also encloses the angle α with the horizontal slide axis 37 of the horizontal slide 18.

An ihrem vorderen Aufnahmeende 38 trägt die Schleifspindel 33 den Schleifkopf 39 mit dem Schleifwerkzeug 40, dessen Eingriffstelle 41 sich nur in geringem Abstand von der Drehachse 25 befindet, um die der am Support 24 gelagerte Spindelträger 30 schwenken kann.At its front end 38, the grinding spindle 33 carries the grinding head 39 with the grinding tool 40, the engagement point 41 of which is only a short distance from the axis of rotation 25, around which the spindle carrier 30 mounted on the support 24 can pivot.

Für den Werkzeugvorschub ist eine numerische Steuerung NC vorgesehen, welche den Linearantrieb 42 für den Vertikalschlitten 23,A numerical control NC is provided for the tool feed, which controls the linear drive 42 for the vertical slide 23,

den Linearantrieb 19 für den Horizontalschlitten 18 und den Drehantrieb 2 6 für die Drehachse 25 steuert. Für die Zustellbewegung der Schleifspindel 33 in Richtung der Spindelachse 36 werden die Linearantriebe 19 und 42 so gesteuert, daß sich der Horizontalschlitten 18 und der Vertikalschlitten 23 gleichzeitig bewegen.controls the linear drive 19 for the horizontal slide 18 and the rotary drive 26 for the rotary axis 25. For the feed movement of the grinding spindle 33 in the direction of the spindle axis 36, the linear drives 19 and 42 are controlled so that the horizontal slide 18 and the vertical slide 23 move simultaneously.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Schleifmaschine beschränkt, sondern es sind mehrere Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise könnte der Support auch fest mit Säule verbunden sein, die dann als Tauchsäule im Maschinenbett vertikal beweglich angeordnet sein könnte.The invention is not limited to the grinding machine shown and described, but several changes and additions are possible without departing from the scope of the invention. For example, the support could also be firmly connected to the column, which could then be arranged as a vertically movable immersion column in the machine bed.

Claims (9)

Ansprüche :Expectations : 1. Universalschleifmaschine, insbesondere zum Bearbeiten von Werkzeugen, mit einem Werkstückträger für das Werkstück und einem Schleifwerkzeug, das in einer drehend angetriebenen Schleifspindel befestigt ist, die in einem Spindelträger gelagert ist, der an einer Säule längs zweier einander kreuzender Schlittenachsen relativ zum Werkstück bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträger1. Universal grinding machine, in particular for machining tools, with a workpiece carrier for the workpiece and a grinding tool which is fastened in a rotating grinding spindle which is mounted in a spindle carrier which is movable on a column along two intersecting slide axes relative to the workpiece, characterized in that the spindle carrier (30) mit der Schleifspindel (33) unter einem Neigungswinkel (&agr;) gegenüber einer Schlittenachse (37) geneigt an einem Support (24) angeordnet ist, der an der Säule (20) und/oder zusammen mit dieser längs der beiden Schlittenachsen (27, 37) bewegbar ist.(30) with the grinding spindle (33) at an angle of inclination (α) relative to a carriage axis (37) is arranged on a support (24) which is movable on the column (20) and/or together with it along the two carriage axes (27, 37). 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel (33) in der Grundstellung derart geneigt ist, daß ihr hinteres Antriebsende (34) tiefer liegt als ihr vorderes Aufnahmeende (38) für das Schleifwerkzeug (40).2. Machine according to claim 1, characterized in that the grinding spindle (33) is inclined in the basic position such that its rear drive end (34) is lower than its front receiving end (38) for the grinding tool (40). 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträger (30) mit der Schleifspindel (33) am Support (24) um eine Drehachse (25) schwenkbar gelagert ist, die unter dem Neigungswinkel (&agr;) gegenüber einer vertikalen Schlittenachse (27) geneigt ist.3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the spindle carrier (30) with the grinding spindle (33) is pivotally mounted on the support (24) about an axis of rotation (25) which is inclined at the angle of inclination (α) with respect to a vertical slide axis (27). 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (25) des Spindelträgers (30) sich in der Nähe der Eingriffstelle (41) von Schleifwerkzeug (40) und Werkstück (16) befindet.4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axis of rotation (25) of the spindle carrier (30) is located near the engagement point (41) of the grinding tool (40) and the workpiece (16). 5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel (33) und ihr Antriebsmotor (35) im Spindelträger (30) axial hintereinander angeordnet und gemeinsam um die Drehachse (25) schwenkbar sind.5. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the grinding spindle (33) and its drive motor (35) are arranged axially one behind the other in the spindle carrier (30) and can be pivoted together about the axis of rotation (25). 6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifspindel als Motorspindel ausgeführt und um die Drehachse (25) schwenkbar ist.6. Machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the grinding spindle is designed as a motor spindle and is pivotable about the axis of rotation (25). 7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (24) für den Spindelträger (30) mit einem Vertikaischlitten (23) an der Säule (20) vertikal verstellbar ist und daß die Säule (20) mit einem Horizontalschlitten (18) in Richtung auf den Werkstückträger (14) horizontal verstellbar ist, um die Positionierung und Zustellung des Schleifwerkzeuges (40) relativ zum Werkstück (16) zu bewirken.7. Machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the support (24) for the spindle carrier (30) is vertically adjustable with a vertical slide (23) on the column (20) and that the column (20) is horizontally adjustable with a horizontal slide (18) in the direction of the workpiece carrier (14) in order to effect the positioning and feed of the grinding tool (40) relative to the workpiece (16). 8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine numerische Steuerung (NC), mit der die Linearantriebe (42 u. 19) für den Vertikalschlitten (23) und den Horizontalschlitten (18) numerisch derart gesteuert werden, daß die Schlitten (18 u. 23) für eine Zustellbewegung der Schleifspindel (33) in Richtung der Spindelachse (36) sich gleichzeitig bewegen.8. Machine according to one of claims 1 to 7, characterized by a numerical control (NC) with which the linear drives (42 and 19) for the vertical slide (23) and the horizontal slide (18) are numerically controlled in such a way that the slides (18 and 23) move simultaneously for a feed movement of the grinding spindle (33) in the direction of the spindle axis (36). 9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Linearantriebe (19, 42) und Drehantriebe (26, 35) an die numerische Steuerung (NC) angeschlossen sind.9. Machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that all linear drives (19, 42) and rotary drives (26, 35) are connected to the numerical control (NC).