Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer Hauptspindel mit einem Hauptspindelantrieb zur Aufnahme eines Werkstücks, mit einem ersten Schlitten, insbesondere einem Längsschlitten, der auf einer ersten Achse verfahrbar ist, mit einem zweiten Schlitten, insbesondere einem Planschlitten, der auf einer zur ersten Achse orthogonalen zweiten Achse verfahrbar ist, und mit Leit- und Zugspindeln zum Vorschub des ersten und/oder zweiten Schlittens mit einem Antrieb zumindest für die Zugspindel. Eine solche Drehmaschine ist aus der
Eine herkömmliche, von Hand steuerbare Drehmaschine, welche die obigen Merkmale aufweist, ist aus der
Eine Betriebsart einer konventionellen Leit- und Zugspindeldrehmaschine ist bekanntlich die Bearbeitung eines Werkstücks durch sogenanntes Anschlagdrehen. Dabei wird ein Werkzeug auf einem ersten und zweiten Schlitten mit Hilfe einer Zugspindel in einer Längs- und einer Planrichtung in vorgegebene Endpunkte gefahren, welche durch Festanschläge definiert sind.
Aus der
Bei der Drehmaschine wird hierzu zunächst ein mechanischer Festanschlag auf dem Maschinenbett aufgesetzt, und der jeweils gewünschte Endpunkt durch Positionierung des entlang einer Längsachse einstellbaren Schlittens, d.h. der z-Achse, am Festanschlag über den Oberschlitten eingestellt. Bei einer Werkstückbearbeitung in z-Richtung fährt dieser Längsschlitten gegen diesen Festanschlag auf, wenn der gewünschte Endpunkt erreicht ist. Es wird nun der weitere Vorschub der Zugspindel durch Auslösung einer mechanischen Kupplung im Schlosskasten, z.B. einer Fallschnecke oder Rutschkupplung, unterbrochen.
Bei einem solchen Aufbau tritt jedoch das Problem auf, dass auf Grund des elastischen Verhaltens der mechanischen Bauteile der Bettschlitten die Endposition am mechanischen Festanschlag geringfügig überfährt. Dies ist auch auf die benötigte Vorschubkraft für die Werkstückbearbeitung und die nicht exakte Einstellbarkeit des Auslösemoments der Kupplung zurückzuführen.
Bei der Durchführung einer Werkstückbearbeitung in der Planachse, d.h. der x-Achse, treten entsprechende Probleme auf. Auch dabei wird zunächst ein mechanischer Festanschlag am Planschieber aufgesetzt und der jeweils gewünschte Endanschlag durch Positionierung des Schlittens und Anstellens des Festanschlags definiert. Bei einer Werkstückbearbeitung in x-Richtung fährt auch der Planschlitten gegen diesen Festanschlag auf, wenn der gewünschte Endpunkt erreicht ist. Wiederum wird der weitere Vorschub der Zugspindel ebenfalls durch Auslösung einer mechanischen Kupplung im Schlosskasten unterbrochen. Auch bei diesem Vorgang wird die Endposition am mechanischen Festanschlag geringfügig überfahren, so dass vorgegebene Endpositionswerte nur mit eingeschränkter Genauigkeit erzielbar sind.
In der Praxis kann dieses Problem zwar dadurch umgangen werden, dass der automatische Vorschub durch den Zugspindelantrieb von einem Bediener kurz vor Erreichen einer gewünschten Endposition abgeschaltet und diese durch eine manuelle Bedienung der Drehmaschine angefahren wird. Dies setzt aber eine andauernde Beobachtung einer Werkstückbearbeitung durch eine Person und auch entsprechende Fertigkeiten dieser Person voraus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine mit einer Leit- und Zugspindel ausgestattete konventionelle Drehmaschine so weiterzubilden, dass die Genauigkeit in der Betriebsart Anschlagdrehen verbessert wird.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Je nach Ausführung der Drehmaschine ist es möglich, dass über die auf den Zugspindelantrieb einwirkende elektronische Steuerung entweder die Bewegungsparameter nur eines Schlittens, oder vorteilhaft zugleich sowohl des ersten als auch zweiten Schlittens beeinflusst werden können.
Die Erfindung bietet bei einer konventionellen Leit- und Zugspindeldrehmaschine eine erhebliche Verbesserung des Vorschubantriebes. Hierdurch ist es einem Bediener möglich, eine höhere Genauigkeit und Prozesssicherheit besonders beim Drehen gegen eine vorgegebene Endposition zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß zum einen durch einen separaten Antrieb für die Hauptspindel mit der Werkstückaufnahme und einen separaten Antrieb zumindest für die Zugspindel erreicht. Über den zusätzlichen Antrieb zumindest der Zugspindel ist es einem Bediener nun mit Hilfe der elektronischen Steuerung möglich, werkstückabhängige Verfahrwege und Endpositionen in Längs- und/oder Planrichtung, und auch Mehrfachanschläge einfach und genau vorzugeben.
Mit der Erfindung ist es möglich, auf eine bisher bei konventionellen Leit- und Zugspindeldrehmaschinen übliche mechanische Auslösung einer Kupplung im Antriebsstrang durch Auffahren eines Schlittens auf einen mechanischen Festanschlag zu verzichten. Vielmehr können gemäß der Erfindung mittels des gesteuerten Vorschubantriebs zumindest der Zugspindel und durch die elektronische Steuerung vorgegebene Endpositionen präzise angefahren werden. Hierdurch ist nicht nur eine genauere Ausführung einer Drehbearbeitung gegen einen Anschlag möglich. Vielmehr wird auch eine erhebliche Entlastung des mechanischen Getriebes im Schlosskasten und des Bettschlittens und aller im Vorschubstrang der Drehmaschinen befindlichen Bauteile erreicht.
Die Schonung der mechanischen Komponenten der Drehmaschine und die Präzision der Erreichung gesetzter Endpositionswerte auf einem Werkstück können weiter dadurch verbessert werden, dass der erste bzw. zweite Schlitten der Drehmaschine von der elektronischen Steuerung mittels einer Verzögerungsfunktion über den gesteuerten Antrieb zumindest der Zugspindel sanft in eine Endposition eingefahren wird. Besonders vorteilhaft erfolgt eine zielgenaue Stillsetzung eines aktiven Schlittens dadurch, dass der Antrieb zumindest der Zugspindel der Drehmaschine von der elektronischen Steuerung mit Erreichen eines Endpositionswertes durch den ersten bzw. zweiten Schlitten abgeschaltet wird.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegebenen.
Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausführungen derselben werden an Hand eines in denen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
Weiterhin ist im Spindelstock ein separater, gemäß der Erfindung gesteuerter Antrieb 1 aus einem, insbesondere drehzahlregelbaren Servomotor 11, und einer Leit- und Zugspindelkopplung 12 dargestellt. Davon gehen nach rechts eine Leitspindel 13 und eine Zugspindel 14 ab. Entgegen herkömmlichen Drehmaschinen dieser Art ist bei der erfindungsgemäßen Drehmaschine D also keine mechanische Verbindung von Hauptspindelantrieb und Vorschubantrieb, d.h. Vorschubgetriebe und Wechselradgetriebe, mehr vorhanden. Vielmehr sind die Hauptspindel und die Leit- und Zugspindeln jeweils mit separaten Antrieben ausgestattet.
Von den Leit- und Zugspindeln 13, 14 wird ein erster Schlitten entlang einer ersten Achse A1 geführt. Im Beispiel der
Auf der Oberseite des Planschlittens 22 ist schließlich ein Werkzeug zur Ausführung von Drehbearbeitungen angebracht. Auf dieses in
Zur elektronischen Erfassung der aktuellen Positionen der beiden Schlitten 2 und 22 ist eine elektronische Steuerung mit einem Messsystem 3 vorhanden. Dieses enthält einen ersten Sensor 31 zur Positionserfassung des ersten Schlittens 2. Vorteilhaft ist der erste Sensor 31 mit einem ersten Messkopf 31a zur Abtastung der Position des Längsschlittens 2 entlang eines ersten Linearmaßstabs 31b ausgestattet, welcher parallel zur z-Achse angeordnet ist. Weiterhin ist ein zweiter Sensor 32 mit einem zweiten Messkopf 32a zur Abtastung der Position des Planschlittens 22 entlang eines zweiten Linearmaßstabs 32b vorhanden, welcher parallel zur x-Achse angeordnet ist.
Die vom Sensor 31 erfassten Positionswerte auf der z- Achse werden über eine zweite Datenschnittstelle 46 an die elektronische Steuerung 4 übertragen. Entsprechend werden die vom Sensor 32 erfassten Positionswerte auf der x-Achse über eine dritte Datenschnittstelle 47 an die elektronische Steuerung 4 übertragen. Dabei ist die dritte Datenschnittstelle 47 in der Seitenansicht der
Die elektronische Steuerung 4 bestimmt nun mit Hilfe eines Soll- und Istwertvergleichers 41 aus den aktuellen Positionswerten auf z- und x-Achse diejenigen Stellsignale für den Antrieb 1, welche benötigt werden, um den jeweiligen Schlitten in eine aktuell gewünschte Endposition zu überführen und mit dessen Erreichung stillzusetzen. Die Stellsignale werden im Beispiel der
An die Steuerung 4 sind schließlich Bedieneinheiten zur Vorgabe von Bewegungsparametern für den ersten und zweiten Schlitten 2, 22 angeschlossen.
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.