DE3609409C1 - Grinding machine for grinding elongated workpieces - Google Patents

Abstract

Machine for grinding elongated workpieces which have a plurality of working points lined up along the workpiece, in particular camshafts with a plurality of cams and bearing points to be worked, having a rotationally driven workpiece-holding spindle and a machine bed. On the machine bed, depending on the number of working points, a plurality of tool holder-carrying slides can be adjusted and set for the working points on a guide extending parallel to the workpiece axis by means of a servomotor assigned to each slide. The guide consists of at least two threaded spindles which are arranged in the machine frame so as to be fixed in terms of rotation, and the slides are mounted and guided on the threaded spindles via threaded nuts encompassing the latter which are each synchronously driven [lacuna] a slide by its servomotor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Schleifen von langgestreckten Werkstücken, die eine Mehrzahl von längs des Werkstückes gereihte Bearbeitungsstellen aufweisen, ins­ besondere von Nockenwellen mit einer Mehrzahl von zu bearbeitenden Nocken und Lagerstellen, mit einer drehangetriebenen Werkstückauf­ nahmespindel und einem Maschinenbett, auf dem nach Maßgabe der Anzahl der Bearbeitungsstellen eine Mehrzahl von Werkzeughalter tragenden Schlitten auf einer parallel zur Werkstückachse verlaufen­ den Führung mittels eines jedem Schlitten zugeordneten Stellmotors verstellbar und auf die Bearbeitungsstellen einrichtbar sind. Dabei kommt es darauf an, daß die Erzeugnisse der Bearbeitungsflächen, beispielsweise der Steuerfläche der Nocken, die mit einem Stößel in Kontakt stehen, möglichst genau parallel zur Werkstückachse und damit zur Rotationsachse verläuft.The invention relates to a machine for Grinding of elongated workpieces, the majority of have processing points lined up along the workpiece, ins particular of camshafts with a plurality of to be machined Cams and bearings, with a rotating workpiece take spindle and a machine bed on which according to the Number of processing points a plurality of tool holders load-bearing slide on a parallel to the workpiece axis the guide by means of a servomotor assigned to each slide are adjustable and can be set up on the processing points. Here it is important that the products of the processing areas, for example the control surface of the cams with a tappet in Are in contact, as precisely as possible parallel to the workpiece axis and so that it runs to the axis of rotation.

Bei der (aus der Praxis) bekannnten gattungsgemäßen Maschine sind die Führungen Schienen, auf denen ein Schlitten gleitend mit übli­ chem Führungsspiel geführt ist. Die Schlittenverstellung erfolgt mit Hilfe von Stellmotoren, die translatorisch verstellbare Zylinderkolbenanordnungen sind. Das verlangt in Verstellrichtung, d. h. in Richtung der Werkstückachse, verhältnismäßig lange Schlit­ ten, weil umgekehrt proportional zur Länge der Schlitten die durch das Führungsspiel der Schlitten auf den Schienen bestimmte Verkan­ tungsgefahr zunimmt. Weisen die Bearbeitungsstellen an dem Werkstück einen geringen Abstand auf, wie es bei Nockenwellen moderner Kraft­ fahrzeugmotoren der Fall ist, so kann wegen der Länge der Schlitten nicht jede Bearbeitungsstelle gleichzeitig bearbeitet werden. Die Be­ arbeitung der Werkstücke muß in mehreren Bearbeitungsschritten und mit unterschiedlicher Einspannung der Werkstücke oder Verstellung der Werkstückaufnahmespindel bzw. des Werkstückträgers erfolgen, woraus zusätzliche Ungenauigkeiten resultieren. Im übrigen sind die beschriebenen Zusammenhänge ungünstig, wenn die Einstellung und Einrichtung der Werkzeuge nach Maßgabe von Werkstückkenndaten gesteuert werden soll, die in einer vorgeschalteten Station vom Werk­ stück abfragbar sind.In the generic machine known from practice the guides rails on which a sled sliding with übli chem leadership game is led. The carriage is adjusted with With the help of servomotors, the translationally adjustable cylinder piston arrangements are. In the direction of adjustment, d. H. in the direction of the workpiece axis, relatively long slide ten, because inversely proportional to the length of the sledges the guiding game of the sled on the rails determined Verkan risk increases. Assign the machining points on the workpiece a small distance, as is the case with modern power camshafts vehicle engines is the case because of the length of the sled not every processing point can be processed at the same time. The Be Workpieces must be processed in several steps and with different clamping of the workpieces or adjustment the workpiece holder spindle or the workpiece carrier,  which results in additional inaccuracies. Otherwise they are described relationships unfavorable if the setting and Tool set-up based on workpiece characteristics to be controlled in an upstream station from the factory pieces can be queried.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die als bekannt vorausgesetzte Schleifmaschine so weiter auszubilden, daß die Werkzeughalter in Richtung des Werkstückes nur sehr kurz bauen und folglich die Werk­ zeughalter auf dem Maschinengestell sehr dicht angeordnet werden können. Im Ergebnis soll erreicht werden, daß die Werkstücke und insbesondere die bei modernen Kraftfahrzeugmotoren üblichen Nocken­ wellen in einem Arbeitsgang bearbeitet werden können.In contrast, the invention is based on the object, which is assumed to be known Grinding machine so that the tool holder in Build the direction of the workpiece very short and consequently the plant tool holder on the machine frame are arranged very close can. As a result, it should be achieved that the workpieces and in particular the cams customary in modern motor vehicle engines waves can be processed in one operation.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Führung aus mindestes zwei Gewindespindeln besteht, die drehfest im Ma­ schinengestell angeordnet sind, und die Schlitten auf den Gewinde­ spindeln über diese umfassende Gewindemuttern gelagert und geführt sind, die für jeweils einen Schlitten von dessen Stellmotor synchron angetrieben sind.To achieve this object, the invention teaches that leadership consists of at least two threaded spindles that are non-rotatable in size rail frame are arranged, and the slide on the thread spindles are stored and guided via these extensive threaded nuts are synchronous for each carriage of its servomotor are driven.

Die Anzahl der Gewindespindeln ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig. Zumindest sind zwei Gewinde­ spindeln vorgesehen. Aus Gründen der statischen Bestimmtheit emp­ fiehlt sich jedoch die Anordnung von drei Gewindespindeln, die im Quer­ schnitt ein Dreieck bilden. Zu besonders hoher Prä­ zision kommt man jedoch, wenn das System insoweit statisch unbe­ stimmt eingerichtet wird. Dazu lehrt die Erfindung, daß die Führung aus vier rechteckförmig angeordneten Gewindespindeln besteht. Im Rahmen der Erfindung kann mit verschiedenen Gewindegetrieben aus Gewindespindeln und Gewindemuttern gearbeitet werden. Durch hohe Stellpräzision ausgezeichnet ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die aus den Gewindespindeln und den Gewinde­ muttern gebildeten Getriebe als spielfrei einstellbare Rollengewindege­ triebe ausgeführt sind.The number of threaded spindles is in the frame basically any of the invention. At least there are two threads spindles provided. For reasons of static certainty emp However, there is the arrangement of three threaded spindles in the cross cut to form a triangle. To particularly high pre However, precision can be achieved if the system is statically unrelated is set up correctly. To this end, the invention teaches that leadership consists of four rectangular threaded spindles. in the The scope of the invention can be made with different screw drives Threaded spindles and nuts are worked. By high Positioning precision is an embodiment that is excellent is characterized in that the threaded spindles and the thread nut-formed gear as a play-free adjustable roller thread  drives are executed.

Im Rahmen der Erfindung kann mit den verschiedensten Stellmotoren gearbeitet werden, soweit nur sichergestellt ist, daß diese drehwin­ kelsteuerbar sind. Die Stellmotoren sind zweckmäßig als Schrittmoto­ ren ausgeführt, weil solche auf besonders einfache Weise von einem Computer gesteuert werden können. Im allgemeinen wird man die Ge­ windemuttern je eines Schlittens von dessen Stellmotor über einen gemeinsamen Zahnriemen antreiben. - Vorspannbare Rollengewindege­ triebe sind an sich bekannt. Sie sind insbesondere in der Form han­ delsüblich, bei der eine Umdrehung eine Verstellung von einem Milli­ meter bewirkt. Im Rahmen der Erfindung kann stets durch eine Dreh­ winkelverstellung, die nur wenige Winkelgrade ausmacht, eine Ver­ stellung mit sehr hoher Genauigkeit erfolgen. Folglich besteht im Rahmen der Erfindung ohne weiteres die Möglichkeit, diese Stellmo­ toren per Computer nach Maßgabe von Werkstückkenndaten sehr genau zu steuern, ohne daß irgendwelche Verkantungen zu befürchten sind.Within the scope of the invention, a wide variety of servomotors can be used be worked, as long as it is only ensured that this rotary are controllable. The servomotors are useful as a step motor ren executed, because such in a particularly simple manner by one Computer can be controlled. In general one becomes the Ge wind nuts each of a slide from its actuator over one drive common toothed belt. - Preloadable roller threads shoots are known per se. They are especially in the form usual, in which one revolution is an adjustment of one milli meter causes. In the context of the invention can always by turning angle adjustment, which makes up only a few degrees, a ver position with very high accuracy. Consequently, there is Within the scope of the invention, the possibility of this Stellmo gates very precisely by computer in accordance with workpiece characteristics to be controlled without fear of any canting.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer DarstellungIn the following, the invention is based on only one embodiment Example illustrating the drawing explained in more detail. It shows in a schematic representation

Fig. 1 ausschnittsweise eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Maschine, Fig. 1 is a fragmentary view of a machine according to the invention,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1 in vergrö­ ßertem Maßstab und Fig. 2 is a side view of the object of Fig. 1 on an enlarged scale and

Fig. 3 perspektivisch ein Rollengewindegetriebe, teilweise aufge­ schnitten sowie in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich vergrößertem Maßstab. Fig. 3 in perspective, a roller screw, partially cut up and in a significantly enlarged scale compared to FIGS . 1 and 2.

Die in den Figuren dargestellte Maschine ist zum Schleifen, insbe­ sondere zum Feinschleifen, von langgestreckten Werkstü­ cken 1 bestimmt, die eine Mehrzahl von längs des Werkstückes 1 ge­ reihten Bearbeitungsstellen 2 aufweisen.The machine shown in the figures is intended for grinding, in particular for fine grinding, of elongated workpieces 1 , which have a plurality of machining points 2 lined up along the workpiece 1 .

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den Werkstücken 1 um Nockenwellen mit einer Mehrzahl von zu bearbeitenden Nocken 3 und Lagerstellen.In the exemplary embodiment and according to a preferred embodiment of the invention, the workpieces 1 are camshafts with a plurality of cams 3 to be machined and bearing points.

Die Maschine besitzt eine Werkstückaufnahmespindel 4 und ein Ma­ schinengestell 5. Die Werkstückaufnahmespindel 4 besitzt eine übliche Einrichtung 6 für den Rotationsantrieb des Werkstückes 1 um die Werkstückachse 7. Das Maschinengestell 5 weist nach Maßgabe der Anzahl der Bearbeitungsstellen 2 eine Mehrzahl von Werkzeughaltern 8 auf. Diese sind auf parallel zur Werkstückachse 7 verlaufenden Gewindespindeln 9 mittels Stellmotoren 10 verstellbar und auf die Be­ arbeitungsstellen 2 einrichtbar. Alle Werkzeuge 11 kommen gleich­ zeitig zum Einsatz.The machine has a workpiece holder spindle 4 and a machine frame 5 . The workpiece holding spindle 4 has a conventional device 6 for rotating the workpiece 1 around the workpiece axis 7 . The machine frame 5 has a plurality of tool holders 8 in accordance with the number of machining points 2 . These are adjustable on parallel to the workpiece axis 7 threaded spindles 9 by means of servomotors 10 and can be set up on the machining stations 2 . All tools 11 are used at the same time.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 3 entnimmt man, daß die Gewindespindeln 9 rechteckförmig und drehfest im Ma­ schinengestell 5 angeordnet sind und ein Schlitten 12 für die Werk­ zeughalter 8 auf diesen über diese umfassende Gewindemuttern ge­ lagert und geführt sind und der Schlitten 12 einen drehwinkelsteuer­ baren Stellmotor 10 aufweist. Die Gewindemuttern 13 sind von diesem Stellmotor 10 synchron angetrieben. Die einzelnen Werkzeughalter 8 sind an jeweils ein Gespann der Gewindemuttern 13 angeschlossen. Die Gestaltung der Werkzeughalter 8 ist grundsätzlich beliebig, die gezeichnete Ausführungsform ist an sich bekannt (vgl. DE-PS 16 52 113, DE-OS 30 11 454). Take from a comparison of FIGS. 1 and 3 in that the threaded spindles 9 are rectangular and non-rotatably in Ma schin frame 5 is arranged and a carriage 12 generating holders for the driver 8 on these ge this comprehensive threaded nuts superimposed and are guided and the carriage 12 has a rotation angle controllable servo motor 10 . The threaded nuts 13 are driven synchronously by this servomotor 10 . The individual tool holders 8 are each connected to a pair of threaded nuts 13 . The design of the tool holder 8 is basically arbitrary, the embodiment shown is known per se (cf. DE-PS 16 52 113, DE-OS 30 11 454).

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind vier Gewindespindeln 9 vorgesehen. Dazu wird ins­ besondere auf die Fig. 2 verwiesen. Man erkennt, daß je Schlitten 12 vier Gewindemuttern 13 angeordnet sind. Wie die Fig. 3 zeigt, han­ delt es sich im Ausführungsbeispiel um spielfrei vorgespannte Rollengewindegetriebe 9, 13.In the exemplary embodiment and according to a preferred embodiment of the invention, four threaded spindles 9 are provided. For this purpose, reference is made in particular to FIG. 2. It can be seen that four threaded nuts 13 are arranged per slide 12 . As shown in FIG. 3, it is in the exemplary embodiment to preloaded roller screw drives 9, 13 .

Der Stellmotor 10 kann ein Schrittmotor sein, der möglichst genau drehwinkelsteuerbar ist. Die Gewindemuttern 13 je eines Schlittens 12 sind an dessen Stellmotor 10 über einen gemeinsamen Zahnriemen 14 angetrieben.The servomotor 10 can be a stepper motor that can be controlled as precisely as possible by the angle of rotation. The threaded nuts 13 each of a carriage 12 are driven on its servomotor 10 via a common toothed belt 14 .

Die in den Figuren dargestellte und oben erläuterte Gestaltung und Anordnung erlaubt es, die Stellmotoren 10 per Computer nach Maßgabe von Werkstückkenndaten zu steuern, die beispielsweise an den Werk­ stücken 1 angebracht und elektronisch abgefragt werden.The design and arrangement shown in the figures and explained above makes it possible to control the servomotors 10 by computer in accordance with workpiece characteristics, which are attached to the work pieces 1 and are electronically queried, for example.

Claims (4)

1. Maschine zum Schleifen von langgestreckten Werkstücken, die eine Mehrzahl von längs des Werkstückes gereihten Bearbeitungsstellen aufweisen, insbesondere von Nockenwellen mit einer Mehrzahl von zu bearbeitenden Nocken und Lagerstellen, mit einer drehangetriebe­ nen Werkstückaufnahmespindel und einem Maschinenbett, auf dem nach Maßgabe der Anzahl der Bearbeitungsstellen eine Mehrzahl von Werkzeughalter tragenden Schlitten auf einer parallel zur Werkstück­ achse verlaufenden Führung mittels eines jedem Schlitten zugeordneten Stellmotors verstellbar und auf die Bearbeitungsstellen einrichtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung aus mindestens zwei Gewindespindeln (9) besteht, die dreh­ fest im Maschinengestell (5) angeordnet sind, und die Schlitten (12) auf den Gewindespindeln (9) über diese umfassende Gewindemuttern (13) gelagert und geführt sind, die für jeweils einen Schlitten (12) von dessen Stellmotor (10) synchron angetrieben sind.1. Machine for grinding elongated workpieces, which have a plurality of machining points lined up along the workpiece, in particular camshafts with a plurality of cams and bearing points to be machined, with a rotationally driven workpiece holding spindle and a machine bed on which, in accordance with the number of machining points a plurality of slides carrying tool holders can be adjusted on a guide running parallel to the workpiece axis by means of a servo motor assigned to each slide and can be set up on the machining points, characterized in that the guide consists of at least two threaded spindles ( 9 ) which are fixed in rotation in the machine frame ( 5 ) are arranged, and the carriages ( 12 ) are mounted and guided on the threaded spindles ( 9 ) by means of these threaded nuts ( 13 ), which are driven synchronously for one carriage ( 12 ) by its servomotor ( 10 ). 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ rung aus vier rechteckförmig angeordneten Gewindespindeln (9) be­ steht.2. Machine according to claim 1, characterized in that the Füh tion of four rectangularly arranged threaded spindles ( 9 ) be. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Gewindespindeln (9) und den Gewindemuttern (13) gebil­ deten Getriebe als spielfrei einstellbare Rollengewindegetriebe aus­ geführt sind.3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that from the threaded spindles ( 9 ) and the threaded nuts ( 13 ) gebil Deten gear are guided as play-free adjustable roller screw gear. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Gewindemuttern (13) je eines Schlittens (12) von dessen Stellmotor (10) über einen gemeinsamen Zahnriemen (14) angetrieben sind.4. Machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the threaded nuts ( 13 ) each of a carriage ( 12 ) by its servomotor ( 10 ) via a common toothed belt ( 14 ) are driven.