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DE102009031428A1 - tool holder - Google Patents

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DE102009031428A1
DE102009031428A1 DE102009031428A DE102009031428A DE102009031428A1 DE 102009031428 A1 DE102009031428 A1 DE 102009031428A1 DE 102009031428 A DE102009031428 A DE 102009031428A DE 102009031428 A DE102009031428 A DE 102009031428A DE 102009031428 A1 DE102009031428 A1 DE 102009031428A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
actuator
tool holder
tool
holder
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009031428A
Other languages
German (de)
Inventor
Marc Simnofske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TECH UNI CAROLO WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG
Technische Universitaet Braunschweig
Original Assignee
TECH UNI CAROLO WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG
Technische Universitaet Braunschweig
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TECH UNI CAROLO WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG, Technische Universitaet Braunschweig filed Critical TECH UNI CAROLO WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG
Priority to DE102009031428A priority Critical patent/DE102009031428A1/en
Publication of DE102009031428A1 publication Critical patent/DE102009031428A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/04Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme mit einer
a) Wellenaufnahme (12), die ausgebildet ist zum Verbinden mit einer Antriebswelle (14) einer Antriebsspindel (16),
b) einer Werkzeughalterung (20), die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs (22), und
c) einem Aktor (26), mittels dem die Werkzeughalterung (20) relativ zur Wellenaufnahme (12) verlagerbar ist,
die gekennzeichnet ist durch
d) einen Aktorhalter (34), der ausgebildet ist zum Verbinden mit einem Spindelstock (36) der Antriebsspindel (16), so dass der Aktor (26) relativ zum Spindelstock (36) ruht, wenn die Wellenaufnahme (12) relativ zum Spindelstock (36) rotiert.
The invention relates to a tool holder with a
a) shaft mount (12) which is designed to connect to a drive shaft (14) of a drive spindle (16),
b) a tool holder (20) adapted to receive a tool (22), and
c) an actuator (26) by means of which the tool holder (20) is displaceable relative to the shaft receptacle (12),
which is characterized by
d) an actuator holder (34) adapted to be connected to a headstock (36) of the drive spindle (16) such that the actuator (26) rests relative to the headstock (36) when the shaft receiver (12) is relative to the headstock (16). 36) rotates.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme, insbesondere für ein rotierendes Werkzeug, mit (a) einer Wellenaufnahme, die ausgebildet ist zum Verbinden mit einer Antriebswelle einer Arbeitsspindel, (b) einer Werkzeughalterung, die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs, und einem Aktor, mittels dem die Werkzeughalterung relativ zur Wellenaufnahme verlagerbar istThe The invention relates to a tool holder, in particular for a rotating tool having (a) a shaft receiver formed is for connecting to a drive shaft of a work spindle, (B) a tool holder, which is adapted for receiving a Tool, and an actuator, by means of which the tool holder relative is displaceable for shaft recording

Derartige Werkzeugaufnahmen werden beispielsweise beim Außenlängsdrehen eingesetzt und dienen dazu, Schwingungen des Werkstücks relativ zum Werkzeug zu unterdrücken. Bei der spanenden Bearbeitung kann es zu so genannten selbst erregten Schwingungen kommen, die auch als Rattern bekannt sind. Beim Rattern schwingen das Werkzeug und das Werkstück relativ zueinander, wobei eine Abdrängung des Werkzeugs zu einer Formabweichung des Werkstücks führt. Die Formabweichung wiederum führt zu einer Auslenkung des Werkzeugs, so dass ein positiv rückgekoppeltes System entsteht.such Tool holders, for example, when external longitudinal rotation used and serve to vibrations of the workpiece relative to the tool to suppress. During the machining It can come to so-called self-excited vibrations, the also known as rattles. When rattling the tool and swing the workpiece relative to each other, wherein an extrusion of the tool leads to a shape deviation of the workpiece. The shape deviation in turn leads to a deflection of the Tool, so that a positive feedback system is created.

Um Ratterschwingungen zu vermeiden, ist bekannt, Ausgleichsaktoren in der Spindel der Werkzeugmaschine, an der die Werkzeugaufnahme befestigt ist, vorzusehen. Kommt es zum Rattern, wird die Spindel mittels der Ausgleichsaktoren so bewegt, dass die Ratterschwingungen vermindert werden. Nachteilig hieran ist, dass die Ausgleichsaktoren die Steifigkeit der Antriebsspindeln vermindern.Around To avoid chatter vibrations is known balancing factors in the spindle of the machine tool, on which the tool holder is attached to provide. If it comes to rattling, the spindle by means of the compensation actuators so moved that the chatter vibrations be reduced. The disadvantage of this is that the compensation factors reduce the rigidity of the drive spindles.

Aus der DE 201 13 059 U1 ist eine Einrichtung zur Feinzustellung eines Drehmeißels bekannt, bei der Schwingungen des Werkzeugs im Werkzeughalter mittels eines Piezoaktors gedämpft werden. Nachteilig daran ist, dass ein derartiger Werkzeughalter nur für Drehmeißel verwendet werden kann und daher beispielsweise für Prozesse mit rotierendem Werkzeug ungeeignet ist.From the DE 201 13 059 U1 a device for fine delivery of a turning tool is known, are damped in the vibrations of the tool in the tool holder by means of a piezoelectric actuator. The disadvantage of this is that such a tool holder can only be used for turning tools and therefore, for example, is unsuitable for processes with a rotating tool.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.Of the Invention is based on the object disadvantages of the prior art to overcome.

Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Werkzeugaufnahme, die einen den Aktor haltenden Aktorhalter aufweist, der ausgebildet ist zum Verbinden mit einem Spindelstock der Arbeitsspindel, so dass der Aktor relativ zum Spindelstock ruht, wenn die Wellenaufnahme relativ zum Spindelstock rotiert.The Invention solves the problem by a generic Tool holder which has an actuator holder holding the actuator, which is designed to connect to a headstock of the work spindle, so that the actuator rests relative to the headstock when the shaft receiving rotated relative to the headstock.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass der Aktor leicht mit einer Spannung beaufschlagt werden kann. Weil der Aktor relativ zum Spindelstock ruht, kann er einfach mittels Kabel kontaktiert werden. Anders als bei Aktoren, die mitrotieren, entfallen Schleifkontakte, die verschleiß- und fehleranfällig sind.Advantageous to the invention is that the actuator is easily applied with a voltage can be. Because the actuator rests relative to the headstock, can he can be contacted simply by cable. Unlike actuators, which co-rotate, no sliding contacts are required, which wear and error prone.

Vorteilhaft ist zudem, dass der Aktor so angeordnet ist, dass ein Beaufschlagen mit Spannung zu einer leicht vorhersagbaren Änderung der Position des Werkzeugs relativ zum Spindelstock führt. Bei einem mitrotierenden Aktor muss eine etwaige Schwingung entweder im Eigensystem des Werkzeugs gemessen und verarbeitet werden, was zu einer fehleranfälligen Konstruktion führt, oder aber es muss die Winkellage des Werkzeugs relativ zum Spindelstock bekannt sein, so dass das Aktivieren des Aktors im Werkzeug zu der gewünschten Verlagerung des Werkzeugs relativ zum Spindelstock führt.Advantageous is also that the actuator is arranged so that an act with suspense to an easily predictable change of Position of the tool relative to the headstock leads. With a co-rotating actuator, any vibration must either be measured and processed in the eigensystem of the tool, which leads to an error-prone construction, or else it must know the angular position of the tool relative to the headstock be so enabling the actor in the tool to the desired Displacement of the tool relative to the headstock leads.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Werkzeugaufnahme trotz des Vorhandenseins des Aktors steif ausgelegt werden kann. So ist es möglich, die Aktoren unter Vorspannung zu betreiben, um eine besonders steife Werkzeugaufnahme zu erhalten.One Another advantage is that the tool holder despite the presence of the actuator can be designed stiff. So it is possible To operate the actuators under bias to a particularly stiff To get tool holder.

Durch den kompakten Aufbau ist ein Nachrüsten bestehender Werkzeugmaschinen zudem leicht möglich.By The compact design is a retrofitting of existing machine tools also easily possible.

Vorteilhaft ist zudem, dass die Werkzeugaufnahme besonders leicht ausgewuchtet werden kann. Da der Aktor beim Betrieb relativ zum Spindelstock ruht, drehen die rotierenden Teile der Werkzeugnahme stets um ihren Massenschwerpunkt. Bei mitrotierenden Aktoren führt ein Betätigen der Aktoren dazu, dass die rotierenden Teile nicht mehr um den Massenschwerpunkt rotieren, so dass eine zusätzliche Schwingung entsteht.Advantageous is also that the tool holder particularly easily balanced can be. Since the actuator rests relative to the headstock during operation, The rotating parts of the tool holder always turn around their center of mass. With co-rotating actuators an actuation leads the actuators that the rotating parts are no longer around the center of mass rotate, creating an additional vibration.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter der Wellenaufnahme insbesondere ein Element der Werkzeugaufnahme verstanden, das im Einsatz der Werkzeugaufnahme mit der Antriebswelle und der Antriebsspindel verbunden ist. Beispielsweise ist die Wellenaufnahme konisch ausgebildet, so dass sie leicht auf eine konische Antriebswelle aufgeschoben werden kann.in the The scope of the present description is under the wave recording in particular understood an element of the tool holder, in use the tool holder with the drive shaft and the drive spindle connected is. For example, the shaft receiving is conical, so that they are easily pushed onto a conical drive shaft can.

Unter der Werkzeughalterung wird insbesondere das Element der Werkzeugaufnahme verstanden, mittels dem beim Betrieb der Werkzeugaufnahme, das heißt bei der spanenden Fertigung, das Werkzeug befestigt ist. In der Regel weist die Werkzeughalterung Befestigungselemente auf, mit denen das Werkzeug befestigt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mittels der Werkzeughalterung ein Werkzeug an der Werkzeugaufnahme befestigt. Bei dem Werkzeug handelt es sich bevorzugt um ein rotierendes Werkzeug. Hierunter wird ein Werkzeug verstanden, dass so ausgebildet ist, dass es im Einsatz rotiert, beispielsweise um ein Werkstück zu zerspanen.Under the tool holder is in particular the element of the tool holder understood, by means of the operation of the tool holder, that is during machining, the tool is attached. In the Usually, the tool holder fastening elements, with where the tool can be attached. In a preferred embodiment is a tool on the tool holder by means of the tool holder attached. The tool is preferably a rotating one Tool. This is understood to mean a tool that is designed in this way is that it rotates in use, for example, a workpiece to machine.

Unter dem Aktorhalter wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die dazu ausgebildet ist, um den Aktor in einer vorgegebenen Position relativ zum Spindelstock zu fixieren. Insbesondere ist der Aktorhalter ausgebildet zum formschlüssigen Verbinden mit dem Spindelstock. Der Aktorhalter kann einstükiger Bestandteil des Aktors sein, in der Regel handelt es sich aber um zwei Bauteile.Under the actuator holder is understood in particular a device which is adapted to the actuator in a predetermined position re relative to the headstock to fix. In particular, the actuator holder is designed for positive connection with the headstock. The actuator holder may be einstükiger part of the actuator, but are usually two components.

Unter dem Aktor wird insbesondere jede Vorrichtung verstanden, die durch Beaufschlagen mit einer Energieform, in der Regel mit elektrischer Energie, eine Kraft beispielsweise zwischen einem Fußpunkt und einem Kopfpunkt aufbringt.Under The actuator is understood in particular to mean any device that passes through Applying an energy form, usually with electrical Energy, a force, for example, between a foot point and a head-point.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Werkzeughalterung eine Werkzeughalterung-Längsachse, wobei die Wellenaufnahme eine Wellenaufnahme-Längsachse besitzt. Der Aktor ist angeordnet zum Verlagern der Werkzeughalterung-Längsachse relativ zur Wellenaufnahme-Längsachse.According to one preferred embodiment has the tool holder a tool holder longitudinal axis, wherein the shaft receiving has a shaft receiving longitudinal axis. The actuator is arranged for displacing the tool holder longitudinal axis relative to the shaft receiving longitudinal axis.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aktorhalter radial zwischen der Werkzeughalterung und der Wellenaufnahme angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders vorteilhafter Kraftfluss, der zu einer hohen Steifigkeit der Werkzeugaufnahme führt. Der Kraftfluss verläuft von einer Kontaktstelle zwischen dem Werkzeug und der Wellenaufnahme durch den Fuß- und den Kopfpunkt des Aktors in die Antriebswelle. Dadurch, dass der Aktorhalter radial zwischen der Werkzeughalterung und der Wellenaufnahme angeordnet ist, kann der Kraftfluss im Wesentlichen gradlinig verlaufen.According to one preferred embodiment, the actuator holder is radial arranged between the tool holder and the shaft holder. In this way results in a particularly advantageous power flow, which leads to a high rigidity of the tool holder. The power flow runs from a contact point between the tool and the shaft holder by the foot and the head of the actuator in the drive shaft. Because of that Actuator holder radially between the tool holder and the shaft holder is arranged, the power flow can be substantially rectilinear.

Vorzugsweise ist die Wellenaufnahme drehstarr mit der Werkzeughalterung verbunden. Das kann beispielsweise mittels einer Oldham-Kupplung oder einer Schmidt-Kupplung erfolgen.Preferably the shaft holder is torsionally rigidly connected to the tool holder. This can for example by means of an Oldham clutch or a Schmidt coupling done.

Vorzugsweise ist der Aktorhalter an der Wellenaufnahme drehbar gelagert. Besonders geeignet sind hierzu Wälzlager, aber auch andere Lager sind einsetzbar.Preferably the actuator holder is rotatably mounted on the shaft holder. Especially suitable for this purpose rolling bearings, but also other bearings are usable.

Vorzugsweise weist der Aktorhalter einen inneren Aktorring und einen äußeren Aktorring auf, die miteinander drehstarr verbunden sind, wobei der Aktor zwischen dem äußeren Aktorring und dem inneren Aktorring angeordnet ist. Das heißt, dass der Aktor den äußeren Aktorring radial relativ zum inneren Aktorring verlagern kann. Vorteilhaft hieran ist, dass auf den Aktor so keine Kräfte in Umfangsrichtung wirken. Eine Scherbelastung des Aktors ist damit reduziert oder ausgeschlossen, was insbesondere bei der Verwendung von Piezoaktoren günstig ist.Preferably the actuator holder has an inner actuator ring and an outer Actuator ring, which are rotationally rigidly connected to each other, wherein the Actuator between the outer actuator ring and the inner Actuator ring is arranged. That is, the actuator is the outer one Actuator ring can move radially relative to the inner actuator ring. Advantageous this is because on the actuator so no forces in the circumferential direction Act. A shear load of the actuator is thus reduced or excluded, especially when using piezoelectric actuators is cheap.

Vorteilhaft ist, wenn der innere Aktorring drehbar an der Wellenaufnahme gelagert ist und der äußere Aktorring drehbar an der Werkzeughalterung gelagert ist. In diesem Fall stehen der innere und der äußere Aktorring beim Betrieb der Werkzeugaufnahme still, das heißt, sie ruhen relativ zum Spindelstock. Demgegenüber rotieren die Wellenaufnahme und die Werkzeughalterung. Es ergibt sich so ein gleichzeitig steifer und einfacher Aufbau. Besonders geeignet sind Wälzlager.Advantageous is when the inner actuator ring rotatably mounted on the shaft receiving is and the outer actuator ring rotatably mounted on the tool holder is. In this case, the inner and the outer stand Actuator ring during operation of the tool holder still, that is, they rest relative to the headstock. In contrast, rotate the shaft holder and the tool holder. It turns out that way a stiffer and simple construction at the same time. Particularly suitable Roller bearing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Werkzeughalterung ausgebildet zum Aufnehmen einer Schleifscheibe. In dem Fall kann die Werkzeughalterung auch als Schleifscheibenhalterung bezeichnet werden. Die Werkzeugaufnahme ist dann eine Schleifscheibenaufnahme. Schleifscheiben rotieren mit einer hohen Winkelgeschwindigkeit und werden im Rahmen einer Feinbearbeitung eingesetzt. Selbst erregte und/oder fremderregte Schwingungen sind daher beim Schleifen besonders störend. Da beim Schleifen häufig große Kräfte zwischen Schleifscheibe und Werkzeug aufgebracht werden, ist die Tatsache, dass die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme besonders steif ist, vorteilhaft.According to one preferred embodiment, the tool holder is formed for picking up a grinding wheel. In this case, the tool holder Also referred to as a grinding wheel holder. The tool holder is then a grinding wheel holder. Rotate grinding wheels at a high angular velocity and are under a Fine machining used. Even aroused and / or alienated Vibrations are therefore particularly disturbing during grinding. Because when grinding often large forces between grinding wheel and tool are applied, which is The fact that the tool holder according to the invention especially stiff, beneficial.

Ein besonders günstiger Kraftfluss ergibt sich, wenn mindestens ein Krafteinleitungspunkt, insbesondere aber alle Krafteinleitungspunkte des Aktors zwischen einer ersten Stirnflächenebene und einer zweiten Stirnflächenebene liegen, wobei die Stirnflächenebenen diejenigen Ebenen sind, in denen die erste bzw. die zweite Stirnfläche der Schleifscheibe liegen. Ein Krafteinleitungspunkt könne beispielsweise ein Kopfpunkt oder ein Fußpunkt eines Aktorelements sein. Es ergeben sich so ein besonders günstiger Kraftfluss und eine hohe Steifigkeit der Werkzeugaufnahme.One particularly favorable power flow results if at least a force application point, but in particular all force application points of the actuator between a first end face plane and lie a second end face plane, wherein the end face planes those levels are where the first or the second end face the grinding wheel lie. A force application point could for example, a head point or a foot point of an actuator element be. This results in a particularly favorable power flow and a high rigidity of the tool holder.

Vorzugsweise weist der Aktor zwei in Gegenspieleranordnung angeordnete aktuelle Elemente auf. Unter der Gegenspieleranordnung wird dabei verstanden, dass die Aktorelemente in radialer Richtung antiparallel angeordnet sind. Das ist dann besonders vorteilhaft, wenn beide Aktoren so betrieben werden, dass eine stärkere Längung eines der Aktoren durch eine verminderte Längung des anderen Aktors kompensiert wird. So wird eine besonders steife Werkzeugaufnahme erreicht.Preferably the actor has two current arranged in Gegenspieleranordnung current Elements on. Under the opponent arrangement is understood thereby, that the actuator elements arranged in antiparallel in the radial direction are. This is particularly advantageous if both actuators so be operated that a greater elongation of a the actuators by a reduced elongation of the other Actuator is compensated. This is a particularly stiff tool holder reached.

Vorzugsweise umfasst mindestens ein Aktorelement einen Piezoaktor. Dabei können die Piezoaktoren direkt wirken, das heißt, dass eine vom Piezoaktor aufgebrachte Kraft die einzige gezielt aufgebrachte Kraft ist, die zur Verlagerung der Werkzeughalterung relativ zur Wellenaufnahme führt. Es ist aber auch möglich, dass die Kraft statt durch einen Piezoaktor beispielsweise durch einen hydraulischen Aktor aufgebracht wird. Durch beide Varianten können besonders große Kräfte aufgebracht werden.Preferably At least one actuator element comprises a piezoactuator. It can the piezo actuators act directly, that is, one of the Piezo actuator applied force the only purposefully applied force is that for the displacement of the tool holder relative to the shaft holder leads. But it is also possible that the force instead of a piezoelectric actuator, for example by a hydraulic actuator is applied. Both variants can be especially large forces are applied.

Erfindungsgemäß ist zudem eine Werkzeugsmaschine mit (a) einer Antriebsspindel, die (i) eine Antriebswelle und (ii) einen Spindelstock aufweist, und (b) einer Werkzeugaufnahme, die eine Wellenaufnahme, die ausgebildet ist zum Verbinden mit einer Antriebswelle einer Antriebsspindel, und einer Werkzeughalterung, die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs, aufweist, (c) einer Werkstückaufnahme und (d) einem Aktor, mittels dem die Werkzeughalterung relativ zur Werkstückaufnahme verlagerbar ist, wobei die Werkzeugmaschine (e) einen Aktorhalter, der den Aktor so mit dem Spindelstock verbindet, dass der Aktor relativ zum Spindelstock ruht, wenn die Wellenaufnahme relativ zum Spindelstock rotiert.According to the invention is also a tooling machine with (a) a drive spindle, which (i) has a drive shaft and (ii) a headstock, and (b) a tool holder, the one Shaft receptacle adapted to connect to a drive shaft of a drive spindle, and a tool holder adapted to receive a tool, (c) a workpiece holder and (d) an actuator by means of which the tool holder is displaceable relative to the workpiece holder, wherein the machine tool (e) an actuator holder which connects the actuator with the headstock so that the actuator rests relative to the headstock when the shaft receiving rotates relative to the headstock.

Um Schwingungen unterdrücken zu können, umfasst die Werkzeugmaschine bevorzugt eine Positionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Position der Werkzeughalterung relativ zu einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück. Es ist dabei möglich, nicht aber notwendig, dass die Positionserfassungsvorrichtung die Position der Werkzeughalterung relativ zum Werkstück direkt misst. Möglich ist auch, dass die Positionserfassungsvorrichtung die Lage der Werkzeughalterung relativ zu dem Spindelstock, einem Maschinenbett der Werkzeugmaschine oder einem sonstigen Bauteil bestimmt, wobei in diesem Fall die Lage des Werkstücks relativ dazu bekannt ist oder eine weitere Positionserfassungsvorrichtung zum Erfassen der Position des Werkstücks vorhanden ist.Around To suppress vibrations, includes the Machine tool preferably a position detection device for Detecting a position of the tool holder relative to a the workpiece to be machined workpiece. It is possible but not necessary that the position detecting device the Position of the tool holder relative to the workpiece directly measures. It is also possible that the position detection device the position of the tool holder relative to the headstock, a Machine bed of the machine tool or another component determines, in which case the position of the workpiece Relatively known or another position detecting device is present for detecting the position of the workpiece.

Bevorzugt umfasst die Werkzeugmaschine eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung, die ausgebildet ist zum zeitabhängigen Erfassen einer Beschleunigung der Werkzeughalterung. In anderen Worten ist die Beschleunigungserfassungsvorrichtung eingerichtet zum Erfassen eines Messwerts, aus dem auf die Beschleunigung der Werkzeughalterung geschlossen werden kann. Das kann beispielsweise auch dadurch geschehen, dass eine Beschleunigung des Aktorrings erfasst wird.Prefers the machine tool comprises an acceleration detecting device, which is designed for the time-dependent detection of an acceleration the tool holder. In other words, the acceleration detecting device configured to capture a measurement value from which to the acceleration the tool holder can be closed. That can for example also done by accelerating the actorring is detected.

Vorzugsweise umfasst die Werkzeugmaschine eine elektrische Steuerung, in der ein Programmkode abgelegt ist, der ein Verfahren mit den folgenden Schritten kodiert: (a) Ermitteln einer Abweichung zwischen einer Soll-Lage des Werkzeugs und einer Ist-Lage des Werkzeugs und (b) Ansteuern des Aktors so, dass sich die Ist-Lage der Soll-Lage annähert. Es ist auch hier möglich, nicht aber notwendig, dass die Soll-Lage des Werkzeugs selbst berechnet wird. Maßgeblich ist lediglich, dass eine Soll-Lage eines Objekts bestimmt wird, das relativ zum Werkzeug eine bekannte Position hat. Beispielsweise ist es auch möglich, dass eine Soll-Lage der Werkzeughalterung mit einer Ist-Lage der Werkzeughalterung verglichen und der Aktor zum Ausgleichen einer etwaigen Differenz angesteuert wird. In anderen Worten ist in der elektrischen Steuerung ein Programmkode abgelegt, mittels dem der Aktor so angesteuert wird, dass eine selbst erregte und/oder fremd erregte Schwingung des Werkzeugs relativ zum Werkstück ausgeglichen wird.Preferably the machine tool comprises an electrical control in which a program code is filed, which is a procedure with the following Steps encoded: (a) determining a deviation between a Desired position of the tool and an actual position of the tool and (b) Actuating the actuator so that the actual position approaches the desired position. It is also possible here, but not necessary, that the Target position of the tool itself is calculated. decisive is merely that a desired position of an object is determined that has a known position relative to the tool. For example It is also possible that a desired position of the tool holder compared with an actual position of the tool holder and the actuator is controlled to compensate for any difference. In other Words a program code is stored in the electrical control, by means of which the actuator is controlled so that a self-excited and / or externally excited vibration of the tool offset relative to the workpiece becomes.

Vorteilhaft ist, wenn die Steuerung eingerichtet ist, um Schwingungen der Werkzeughalterung relativ zur Antriebsspindel mit einer Frequenz von mindestens 100 Hertz zu kompensieren. Das wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Werkzeugnahme hinreichend steif ausgelegt wird und die elektrische Steuerung hinreichend schnell.Advantageous is when the controller is set to vibrations of the tool holder relative to the drive spindle with a frequency of at least 100 Hertz to compensate. This is achieved, for example, by that the tool holder is designed sufficiently rigid and the electrical control sufficiently fast.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtin the Below, the invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It shows

1a einen maßstabsgerechten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme, die an einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine befestigt ist, 1a a scale-oriented cross-section through a tool holder according to the invention, which is attached to a machine tool according to the invention,

1b eine Detailansicht zu 1a, 1b a detailed view too 1a .

1c eine Schnittansicht in der Ebene A-A gemäß 1a, 1c a sectional view in the plane AA according to 1a .

2 eine schematische Darstellung der Werkzeugaufnahme gemäß 1 und 2 a schematic representation of the tool holder according to 1 and

3 eine perspektivische Ansicht einer Kupplung der Werkzeugaufnahme gemäß den 1 und 2. 3 a perspective view of a coupling of the tool holder according to the 1 and 2 ,

1 zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme 10 mit einer Wellenaufnahme 12 in Form eines konischen Innenrings. Die Wellenaufnahme 12 ist ausgebildet, um mit einer Antriebswelle 14 einer Antriebsspindel 16 verbunden zu werden. Dazu wird die Wellenaufnahme 12 auf die an ihrer Spitze konisch zulaufende Antriebswelle 14 aufgesetzt und mit einer Schraube 18 befestigt. 1 shows a tool holder according to the invention 10 with a wave recording 12 in the form of a conical inner ring. The wave recording 12 is designed to work with a drive shaft 14 a drive spindle 16 to be connected. This is the wave recording 12 on the tapered at its tip drive shaft 14 put on and with a screw 18 attached.

Die Werkzeugaufnahme 10 besitzt zudem eine Werkzeughalterung 20, die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs 22, im vorliegenden Fall in Form einer Schleifscheibe. Im Betrieb der Werkzeugaufnahme 10 wird mittels der Schleifscheibe 22 ein Werkstück 24 spanend bearbeitet. Das Werkstück 24 ist mittels einer Werkstückaufnahme 25 gespannt, die Teil einer Schleifmaschine ist. Es kann auch eine magnetische Werkzeugstückaufnahme verwendet werden.The tool holder 10 also has a tool holder 20 formed for receiving a tool 22 , in the present case in the form of a grinding wheel. During operation of the tool holder 10 is by means of the grinding wheel 22 a workpiece 24 machined. The workpiece 24 is by means of a workpiece holder 25 curious, which is part of a grinder. It can also be used a magnetic tool piece receptacle.

Die Werkzeugaufnahme 10 umfasst zudem einen Aktor 26, der zwei Aktorelemente 28.1, 28.2 umfasst. Die Aktorelemente 28.1 und 28.2 sind in Gegenspieleranordnung angeordnet. Das heißt, dass jeweilige Kopfpunkte 30.1, 30.2 und jeweilige Fußpunkte 32.1, 32.2 im Wesentlichen auf einer Geraden liegen. Diese Gerade geht durch eine Antriebswellen-Längsachse A14 der Antriebswelle 14.The tool holder 10 also includes an actor 26 , the two actor elements 28.1 . 28.2 includes. The actuator elements 28.1 and 28.2 are arranged in antithesis arrangement. That is, respective headpoints 30.1 . 30.2 and respective foot points 32.1 . 32.2 essentially lying on a straight line. This straight line passes through a drive shaft longitudinal axis A 14 of the drive shaft 14 ,

Der Aktor 26 wird von einem Aktorhalter 34 gehalten, der zum Verbinden mit einem Spindelstock 36 ausgebildet ist. Dazu besitzt der Aktorhalter 34 im vorliegenden Fall einen Flansch, mit dem er am Spindelstock 36 angeschraubt ist. Beim Betrieb der Werkzeugaufnahme, das heißt, wenn die Antriebswelle sich dreht, ruht der Aktor 26 relativ zum Spindelstock.The actor 26 is from an actuator holder 34 held, which for connecting with a headstock 36 is trained. The actuator holder has this 34 in the present case a flange, with which he on the headstock 36 screwed on. When operating the tool holder, that is, when the drive shaft rotates, the actuator rests 26 relative to the headstock.

Die Werkzeughalterung 20 besitzt eine Werkzeughalterung-Längsachse A20, die im in 1 gezeigten Zustand mit der Antriebswellen-Längsachse A14 zusammenfällt. Auch eine Wellenaufnahme-Längsachse A12 findet im in 1 gezeigten Zustand mit der Antriebswellen-Längsachse A14 zusammen.The tool holder 20 has a tool holder longitudinal axis A 20 , the in 1 shown state coincides with the drive shaft longitudinal axis A 14 . Also, a shaft receiving longitudinal axis A 12 takes place in 1 shown state with the drive shaft longitudinal axis A 14 together.

Wenn der Aktor 26 über eine nicht eingezeichnete elektrische Leitung mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird, so längt sich das Aktorelement 28.1. Durch geeignetes Beaufschlagen des Aktorelements 28.2 mit einer verringerten Spannung verkürzt sich das Aktorelement 28.2 um den gleichen Betrag, so dass eine Kompensationskraft Fk zwischen dem Werkzeug 22 und dem Werkstück 24 entsteht.If the actor 26 is acted upon by a non-drawn electrical line with an electrical voltage, so lengthens the actuator element 28.1 , By suitable loading of the actuator element 28.2 with a reduced voltage, the actuator element shortens 28.2 by the same amount, giving a compensation force F k between the tool 22 and the workpiece 24 arises.

Die Kompensationskraft Fk addiert sich zu einer Passivkraft Fp, mit der das Werkzeug 22 auf das Werkstück 24 zugestellt wird. Insbesondere dann, wenn das Werkzeug 22 keinen Kontakt mit einem Werkstück 24 hat, führt eine Betätigung des Aktors 26 dazu, dass sich die Werkzeughalterung-Längsachse A20 relativ zur Wellenaufnahme-Längsachse A12 und damit zur Antriebswellen-Längsachse A14 verschiebt. So entsteht ein Achsversatz a (vergl. 3).The compensation force F k is added to a passive force F p , with which the tool 22 on the workpiece 24 is delivered. Especially if the tool 22 no contact with a workpiece 24 has, performs an actuation of the actuator 26 in that the tool holder longitudinal axis A 20 shifts relative to the shaft receiving longitudinal axis A 12 and thus to the drive shaft longitudinal axis A 14 . This results in an axis offset a (see FIG. 3 ).

In anderen Worten ist der Aktorhalter so ausgebildet, dass mittels des Aktors eine Kompensationskraft auf das Werkzeug 22 aufgebracht werden kann, wobei die Kompensationskraft Fk zumindest eine Vektorkomponente hat, die parallel zur Passivkraft Fp verläuft. Insbesondere ist die Kompensationskraft Fk im Wesentlichen parallel zur Passivkraft Fp, wobei unter dem Merkmal, dass die beiden Kräfte im Wesentlichen parallel verlaufen, verstanden wird, dass kleinere Abweichungen, beispielsweise von unter 30°, tolerabel sind.In other words, the actuator holder is designed so that by means of the actuator a compensation force on the tool 22 can be applied, wherein the compensation force F k has at least one vector component which is parallel to the passive force F p . In particular, the compensation force F k is substantially parallel to the passive force F p , whereby, under the feature that the two forces are substantially parallel, it is understood that smaller deviations, for example of less than 30 °, are tolerable.

Der Aktorhalter 34 umfasst einen inneren Aktorring 38 und einen äußeren Aktorring 40, die drehstarr, aber in radialer Richtung beweglich aneinander befestigt sind. Durch Betätigen des Aktors 26 verschiebt sich der äußere Aktorring 40 relativ zum inneren Aktorring 38.The actuator holder 34 includes an inner actuator ring 38 and an outer actuator ring 40 , which are torsionally rigid, but movably attached to each other in the radial direction. By actuating the actuator 26 shifts the outer actuator ring 40 relative to the inner actuator ring 38 ,

1b zeigt einen Ausschnitt aus 1a. Es ist zu erkennen, dass der äußere Aktorring 40 über ein äußeres Lager 42, das zwei Wälzlager umfasst, an der Werkzeughalterung 20 drehbar gelagert ist. Der innere Aktorring 38 ist über ein inneres Lager 44 an der Wellenaufnahme 12 drehbar gelagert. Das innere Lager 44 umfasst ebenfalls zwei Wälzlager. 1b shows a section 1a , It can be seen that the outer actuator ring 40 over an outer camp 42 , which includes two rolling bearings, on the tool holder 20 is rotatably mounted. The inner actuator ring 38 is about an inner camp 44 at the wave recording 12 rotatably mounted. The inner camp 44 also includes two rolling bearings.

Um einen besonders günstigen Kraftfluss zu erreichen, ist der Aktor 26 radial zwischen der Werkzeughalterung 20 und der Wellenaufnahme 12 angeordnet. Um genauer zu sein, ist der Aktor 26 zwischen einer ersten Stirnflächenebene E1 und einer zweiten Stirnflächenebene E2 angeordnet, wobei die Stirnflächenebenen durch die Lage der Stirnflächen des Werkstücks, im vorliegenden Fall nämlich der Schleifscheibe 22, bestimmt sind. Auf diese Weise wirkt auf den Aktor 26 nur eine sehr kleine, ideale Weise sogar gar keine Kraft in axialer Richtung.In order to achieve a particularly favorable power flow, the actuator is 26 radially between the tool holder 20 and the wave recording 12 arranged. To be more specific, the actor is 26 disposed between a first end plane E1 and a second end plane E2, wherein the end surface planes by the position of the end faces of the workpiece, in the present case namely the grinding wheel 22 , are determined. In this way acts on the actuator 26 only a very small, ideal way even no force in the axial direction.

1b zeigt zudem, dass die Wellenaufnahme 12 mittels einer Kupplung 46 mit der Werkzeughalterung 20 verbunden ist. Die Kupplung 46 ist so ausgebildet, dass sie ein in Umfangsrichtung wirkendes Antriebsdrehmoment MA der Antriebswelle 14 auf die Werkzeughalterung 20 übertragen kann, wobei aber eine radial Bewegung zwischen Werkzeughalterung 20 und Wellenaufnahme 12 gewährleistet ist. Bei der Kupplung 46 handelt es sich beispielsweise um eine Schmidt-Kupplung (vergl. 2) oder eine Oldham-Kupplung (vergl. 3). 1b also shows that the wave recording 12 by means of a coupling 46 with the tool holder 20 connected is. The coupling 46 is formed so that it has a circumferentially acting driving torque M A of the drive shaft 14 on the tool holder 20 can transmit, but with a radial movement between the tool holder 20 and wave recording 12 is guaranteed. At the clutch 46 is, for example, a Schmidt coupling (see. 2 ) or an Oldham coupling (cf. 3 ).

1c zeigt eine Schnittansicht gemäß der Ebene A-A aus 1a. 1c shows a sectional view according to the plane AA 1a ,

3 zeigt eine torsionssteife Kupplung 46, die eine antriebsseitige Schreibe 48, die an der Wellenaufnahme 12 (1a) befestigt ist, eine mittige Scheibe 50 und eine abtriebsseitige Scheibe 52 aufweist. Die abtriebsseitige Scheibe 52 ist mit der Werkzeughalterung 20 verbunden und kann relativ zur antriebsseitigen Scheibe 48 um einen Achsversatz verschoben werden. Der Achsversatz a entspricht dem Versatz, den die Wellenaufnahme-Längsachse A12 (1a) relativ zur Antriebswellen-Längsachse A14 bei Betätigung des Aktors 26 einnehmen kann. 3 shows a torsionally rigid coupling 46 which is a drive-side write 48 taking part in the wave recording 12 ( 1a ), a central disc 50 and a driven-side pulley 52 having. The driven side pulley 52 is with the tool holder 20 connected and can relative to the drive-side disc 48 be shifted by one misalignment. The axial offset a corresponds to the offset which the shaft-receiving longitudinal axis A 12 (FIG. 1a ) relative to the drive shaft longitudinal axis A 14 upon actuation of the actuator 26 can take.

2 zeigt eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme 10. Mittels einer schematisch eingezeichneten Positionserfassungsvorrichtung 54 wird ein Abstand d zwischen der Werkzeughalterung 20 und dem Aktorhalter 34 ermittelt. Dieser Abstand d sollte zeitlich konstant sein. Schwankt der Abstand d aufgrund beispielsweise von Ratterschwingungen, so wird dies von einer mit der Positionserfassungsvorrichtung 34 verbundenen, ebenfalls schematisch eingezeichneten elektrischen Steuerung 56 erfasst. Die elektrische Steuerung 56 erfasst eine Abweichung zwischen einem Soll-Abstand dSoll und dem tatsächlichen Abstand dist und beaufschlagt den Aktor 26 so, dass die resultierende Kompensationskraft Fk den Abstand zwischen Soll-Wert und Ist-Wert verringert. 2 shows a schematic view of the tool holder according to the invention 10 , By means of a schematically drawn position detection device 54 becomes a distance d between the tool holder 20 and the actuator holder 34 determined. This distance d should be constant over time. If the distance d fluctuates due to, for example, chatter vibrations, this will be the case with the position detecting device 34 connected, also schematically drawn electrical control 56 detected. The electrical control 56 detects a deviation between a desired distance d Soll and the actual distance d is and acts on the actuator 26 such that the resulting compensation force F k reduces the distance between the desired value and the actual value.

Ebenso ist es möglich, über einen Beschleunigungssensor die Schwingungen zu erfassen. Dieser kann prozessnah am äußeren Aktorring 40 oder am inneren Aktorring 38 befestigt sein. Die Steuerung erfasst die Schwingen und beaufschlagt die Aktoren so, dass die Schwingungsamplituden reduziert werden.It is also possible to detect the vibrations via an acceleration sensor. This can be close to the process on the outer actuator ring 40 or on the inner actuator ring 38 be attached. The controller detects the wings and acts on the actuators so that the vibration amplitudes are reduced.

Die Erfindung stellt folglich eine aktive Werkzeugaufnahme insbesondere für Schleifscheiben zur Schwingungsreduzierung und zum Ausgleich statischer Maschinenverlagerung bereit. Das beschriebene Prinzip ermöglicht es, den Aktor und die Sensoren so vorzusehen, dass diese beim Betrieb der Werkzeugaufnahme 10 nicht rotieren. Dadurch entfallen eine im rotierenden System aufwändige Spannungsversorgung und die ebenfalls schwierige Signalübertragung. Es liegt damit eine Funktionstrennung von Drehmomentübertragung und Prozesskraftaufnahme in der Werkzeugaufnahme vor. Das Drehmoment wird durch die Kupplung 46 übertragen und die Prozesskraft, insbesondere also die Passivkraft Fp durch den Aktor 26 aufgenommen.The invention thus provides an active tool holder especially for grinding wheels for vibration reduction and to compensate for static machine displacement. The principle described makes it possible to provide the actuator and the sensors in such a way that they act during the operation of the tool holder 10 do not rotate. This eliminates a complex in the rotating system power supply and the also difficult signal transmission. There is thus a separation of functions of torque transmission and process force absorption in the tool holder. The torque is transmitted through the clutch 46 transferred and the process force, in particular so the passive force F p by the actuator 26 added.

Dieser Ansatz ermöglicht es, dass die Aktorelemente 28.1, 28.2 prozessnah in die Werkzeugaufnahme 10 zur Schwingungsreduzierung integriert werden können. Die Erfindung ermöglicht eine kompakte Anordnung des Aktors 26 in der Werkzeugaufnahme 10. Günstig ist auch, dass die Prozesserfassungsvorrichtung 54, die gegebenenfalls mehr als einen Sensor umfassen kann, prozessnah an den nicht rotierenden Komponenten der Werkaufnahme 10 zur Prozessbeobachtung integriert werden kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, Schwingungen nah am Werkzeugeingriff zu detektieren. Würden solche Sensoren rotieren, so wären aufwändige Maßnahmen zur Signalübertragung erforderlich, die oft zu einem Verrauschen der Messsignale und damit zu einem weniger guten Unterdrücken von Schwingungen führt.This approach allows the actuator elements 28.1 . 28.2 close to the process in the tool holder 10 can be integrated for vibration reduction. The invention enables a compact arrangement of the actuator 26 in the tool holder 10 , It is also favorable that the process detection device 54 , which may optionally comprise more than one sensor, close to the process on the non-rotating components of the factory recording 10 can be integrated for process observation. This results in the possibility to detect vibrations close to the tool engagement. If such sensors were to rotate, complex measures for signal transmission would be required, which often leads to a noise of the measuring signals and thus to a less good suppression of vibrations.

Besonders geeignet ist die Erfindung zur Reduzierung von Schwingungen und damit zur Stabilisierung eines Schleifprozesses. Neben der Reduzierung von Schwingungen lässt sich die beschriebene Werkzeugaufnahme auch zum Ausgleich statischer und quasi-statischer Verlagerungen zwischen dem Werkzeug 22 und dem Werkstück 24 einsetzen. Dazu zählen Verformungen, wie aufgrund der Prozesskraft, beispielsweise der Passivkraft Fp, oder durch Wärmedehnung hervorgerufen werden. Durch eine Schwingungsreduzierung ist ja nach Anwendungsgebiet auch eine Reduzierung der Schallabstrahlung möglich.The invention is particularly suitable for reducing vibrations and thus for stabilizing a grinding process. In addition to the reduction of vibrations, the described tool holder can also compensate for static and quasi-static displacements between the tool 22 and the workpiece 24 deploy. These include deformations, as caused by the process force, for example the passive force F p , or by thermal expansion. By reducing the vibration, a reduction of the sound radiation is possible according to the field of application.

Weil etwaig auftretende Schwingungen effektiv kompensiert werden können, entfällt die zeitintensive Suche nach optimalen Prozessparametern. Zudem kann die Werkzeugmaschine, von der in den Figuren lediglich die Antriebsspindel gezeigt ist, mit ihrer maximalen Leistung betrieben werden. Beides führt zu einer Steigerung der Produktivität. Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme 10 muss zudem nicht an die jeweilige Werkzeugmaschine angepasst werden, weil keine Rücksicht auf etwaig zwischen zwei verschiedenen Maschinen unterschiedliche Eigenfrequenzen genommen werden muss.Because any occurring vibrations can be effectively compensated, the time-consuming search for optimal process parameters is eliminated. In addition, the machine tool, of which only the drive spindle is shown in the figures, can be operated at their maximum power. Both lead to an increase in productivity. The tool holder according to the invention 10 In addition, it does not have to be adapted to the respective machine tool because no consideration has to be given to any different natural frequencies between two different machines.

Möglich ist auch, dass der Aktor samt Aktorhalter in die Antriebsspindel 16 integriert ist. In diesem Fall existiert eine primäre Antriebswelle, die mittels eines Elektromotors angetrieben ist, und eine sekundäre Antriebswelle, die an der primären Antriebswelle drehstarr, aber radial verschieblich gefestigt ist. Der Aktor 26 ist in diesem Fall ausgebildet, um die sekundäre Antriebswelle relativ zur primären Antriebswelle um einen Achsversatz zu verschieben.It is also possible that the actuator including Aktorhalter in the drive spindle 16 is integrated. In this case, there is a primary drive shaft which is driven by means of an electric motor, and a secondary drive shaft which is rotationally fixed to the primary drive shaft but radially slidably fixed. The actor 26 is formed in this case to move the secondary drive shaft relative to the primary drive shaft by an axial offset.

2 zeigt zudem einen Beschleunigungssensor 58.1, der am äußeren Aktorring 40 befestigt ist und eine Beschleunigung a40 des Aktorrings 40 misst. Die elektrische Steuerung 56 erfasst diese Beschleunigung a40 und steuert den Aktor 26 gegenphasig so an, dass eine Schwingung der Werkzeughalterung 20 relativ zum Werkstück 24 gedämpft wird. 2 also shows an acceleration sensor 58.1 , the outer actuator ring 40 is fixed and an acceleration a 40 of the Aktorrings 40 measures. The electrical control 56 detects this acceleration a 40 and controls the actuator 26 out of phase so on, that a vibration of the tool holder 20 relative to the workpiece 24 is dampened.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Werkzeugaufnahmetool holder
1212
Wellenaufnahmeshaft mount
1414
Antriebswelledrive shaft
1616
Antriebsspindeldrive spindle
1818
Schraubescrew
2020
Werkzeughalterungtool holder
2222
Schleifscheibe, WerkzeugGrinding wheel, Tool
2424
Werkstückworkpiece
2525
WerkstückaufnahmeWorkpiece holder
2626
Aktoractuator
2828
Aktorelementactuator
3030
Kopfpunkthead spot
3232
Fußpunktnadir
3434
Aktorhalteractuator holder
3636
Spindelstockheadstock
3838
innerer Aktorringinternal Aktorring
4040
äußerer Aktorringouter Aktorring
4242
äußeres Lagerouter camp
4444
inneres Lagerinner camp
4646
Kupplungclutch
4848
antriebsseitige Scheibedrive side disc
5050
mittige Scheibecenter disc
5252
abtriebsseitige Scheibeoutput side disc
5454
Positionserfassungs-vorrichtungPosition sensing device
5656
elektrische Steuerungelectrical control
5858
Beschleunigungserfassungsacceleration detection
vorrichtungcontraption
A12A12
Wellenaufnahme-LängsachseShaft receiving longitudinal axis
A14A14
Antriebswellen-LängsachseDrive shaft longitudinal axis
A20A20
Werkzeughalterung-LängsachseTool holder longitudinal axis
FkFk
Kompensationskraftcompensation force
Fpfp
Passivkraftpassive force
Ee
StirnflächenebeneEnd face plane
aa
Achsversatzaxial offset
dd
Abstanddistance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 20113059 U1 [0004] - DE 20113059 U1 [0004]

Claims (18)

Werkzeugaufnahme mit (a) einer Wellenaufnahme (12), die ausgebildet ist zum Verbinden mit einer Antriebswelle (14) einer Antriebsspindel (16), (b) einer Werkzeughalterung (20), die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs (22), und (c) einem Aktor (26), mittels dem die Werkzeughalterung (20) relativ zur Wellenaufnahme (12) verlagerbar ist, gekennzeichnet durch (d) einen Aktorhalter (34), der ausgebildet ist zum Verbinden mit einem Spindelstock (36) der Antriebsspindel (16), sodass der Aktor (26) relativ zum Spindelstock (36) ruht, wenn die Wellenaufnahme (12) relativ zum Spindelstock (36) rotiert.Tool holder with (a) a shaft mount ( 12 ), which is designed for connection to a drive shaft ( 14 ) a drive spindle ( 16 ), (b) a tool holder ( 20 ) which is adapted to receive a tool ( 22 ), and (c) an actuator ( 26 ), by means of which the tool holder ( 20 ) relative to the shaft ( 12 ) is displaceable, characterized by (d) an actuator holder ( 34 ) which is adapted for connection to a headstock ( 36 ) of the drive spindle ( 16 ), so that the actuator ( 26 ) relative to the headstock ( 36 ) rests when the wave recording ( 12 ) relative to the headstock ( 36 ) rotates. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Werkzeughalterung (20) eine Werkzeughalterung-Längsachse (A20) besitzt, – die Wellenaufnahme (12) eine Wellenaufnahme-Längsachse (A12) besitzt und – der Aktor (26) angeordnet ist zum Verlagern der Werkzeughalterung-Längsachse (A20) relativ zur Wellenaufnahme-Längsachse (A12).Tool holder according to claim 1, characterized in that - the tool holder ( 20 ) has a tool holder longitudinal axis (A 20 ), - the shaft receiving ( 12 ) has a shaft receiving longitudinal axis (A 12 ) and - the actuator ( 26 ) is arranged for displacing the tool holder longitudinal axis (A 20 ) relative to the shaft receiving longitudinal axis (A 12 ). Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorhalter (34) radial zwischen der Werkzeughalterung (20) und der Wellenaufnahme (12) angeordnet ist.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator holder ( 34 ) radially between the tool holder ( 20 ) and the wave recording ( 12 ) is arranged. Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenaufnahme (12) drehstarr mit der Werkzeughalterung (20) verbunden ist.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft holder ( 12 ) torsionally rigid with the tool holder ( 20 ) connected is. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughalterung (20) mittels einer Kupplung (46) mit der Wellenaufnahme (12) verbunden ist.Tool holder according to claim 4, characterized in that the tool holder ( 20 ) by means of a coupling ( 46 ) with the wave recording ( 12 ) connected is. Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorhalter (34) an der Wellenaufnahme (12) drehbar gelagert ist.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator holder ( 34 ) at the wave recording ( 12 ) is rotatably mounted. Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktorhalter (34) – einen innerer Aktorring (38) und – einen äußeren Aktorring (40) umfasst, – wobei der äußere Aktorring (40) drehstarr mit dem inneren Aktorring (38) verbunden ist und – wobei der Aktor (26) zwischen dem äußeren Aktorring (40) und dem inneren Aktorring (38) angeordnet ist.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator holder ( 34 ) - an inner actuator ring ( 38 ) and - an outer actuator ring ( 40 ), wherein the outer actuator ring ( 40 ) torsionally rigid with the inner actuator ring ( 38 ) and - wherein the actuator ( 26 ) between the outer actuator ring ( 40 ) and the inner actuator ring ( 38 ) is arranged. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – der innere Aktorring (38) drehbar an der Wellenaufnahme (12) gelagert ist und – der äußere Aktorring (40) drehbar an der Werkzeughalterung (20) gelagert ist.Tool holder according to claim 7, characterized in that - the inner actuator ring ( 38 ) rotatable on the shaft mount ( 12 ) is mounted and - the outer actuator ring ( 40 ) rotatably on the tool holder ( 20 ) is stored. Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, – dass die Werkzeughalterung (20) ausgebildet ist zum Aufnehmen einer Schleifscheibe (22).Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that - the tool holder ( 20 ) is adapted for receiving a grinding wheel ( 22 ). Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Stirnfläche der Schleifscheibe in einer ersten Stirnflächenebene liegt, eine zweite Stirnfläche der Schleifscheibe in einer zweiten Stirnflächenebene (E1) liegt, – mindestens ein Krafteinleitungspunkt (30, 32) des Aktors (26) zwischen der ersten Stirnflächenebene (E2) und der zweiten Stirnflächenebene (E) liegt.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that - a first end face of the grinding wheel lies in a first end face plane, a second end face of the grinding wheel lies in a second end face plane (E1), - at least one force introduction point ( 30 . 32 ) of the actuator ( 26 ) lies between the first end face plane (E2) and the second end face plane (E). Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (26) zwei in Gegenspieleranordnung angeordnete Aktorelemente (28.1, 28.2) umfasst.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 26 ) two antagonist arrangement arranged actuator elements ( 28.1 . 28.2 ). Werkzeugaufnahme nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Aktorelement (28.1, 28.2) einen Piezoaktor umfasst.Tool holder according to one of the preceding claims, characterized in that at least one actuator element ( 28.1 . 28.2 ) comprises a piezoelectric actuator. Werkzeugmaschine mit (a) einer Antriebsspindel (16), die (i) eine Antriebswelle (14) und (ii) einen Spindelstock (36) aufweist, und (b) einer Werkzeugaufnahme (10), die (i) eine Wellenaufnahme (12), die ausgebildet ist zum Verbinden mit einer Antriebswelle (14) einer Antriebsspindel (16), und (ii) eine Werkzeughalterung (20), die ausgebildet ist zum Aufnehmen eines Werkzeugs, umfasst, (c) einer Werkstückaufnahme (25) und (d) einem Aktor (26), mittels dem die Werkzeughalterung (20) relativ zur Werkstückaufnahme (10) verlagerbar ist, gekennzeichnet durch (e) einen Aktorhalter (34), der den Aktor (26) so mit dem Spindelstock (36) verbindet, dass der Aktor (26) relativ zum Spindelstock (36) ruht, wenn die Wellenaufnahme (12) relativ zum Spindelstock (36) rotiert.Machine tool with (a) a drive spindle ( 16 ) which (i) has a drive shaft ( 14 ) and (ii) a headstock ( 36 ), and (b) a tool holder ( 10 ) (i) a wave recording ( 12 ), which is designed for connection to a drive shaft ( 14 ) a drive spindle ( 16 ), and (ii) a tool holder ( 20 ), which is designed to receive a tool, comprises, (c) a workpiece holder ( 25 ) and (d) an actuator ( 26 ), by means of which the tool holder ( 20 ) relative to the workpiece holder ( 10 ) is displaceable, characterized by (e) an actuator holder ( 34 ), the actuator ( 26 ) so with the headstock ( 36 ) connects that the actuator ( 26 ) relative to the headstock ( 36 ) rests when the wave recording ( 12 ) relative to the headstock ( 36 ) rotates. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Werkzeugaufnahme (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Aktoraufnahme am Spindelstock (36) und die Wellenaufnahme (12) an der Antriebswelle (14) befestigt ist.Machine tool according to claim 13, characterized by a tool holder ( 10 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the actuator receptacle on the headstock ( 36 ) and the wave recording ( 12 ) on the drive shaft ( 14 ) is attached. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 13 oder 14, gekennzeichnet durch – eine Positionserfassungsvorrichtung (54) zum Erfassen einer Position der Werkzeughalterung (20) relativ zu einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück.Machine tool according to one of claims 13 or 14, characterized by A position detection device ( 54 ) for detecting a position of the tool holder ( 20 ) relative to a workpiece to be machined with the tool. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch – eine Beschleunigungserfassungsvorrichtung (58), die ausgebildet ist zum zeitabhängigen Erfassen einer Beschleunigung der Werkzeughalterung (20).Machine tool according to one of claims 13 to 15, characterized by - an acceleration detecting device ( 58 ), which is designed for the time-dependent detection of an acceleration of the tool holder ( 20 ). Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuerung (56), in der ein Programmkode abgelegt ist, der ein Verfahren mit den folgenden Schritten kodiert: (a) Ermitteln einer Abweichung zwischen einer Soll-Lage des Werkzeugs und einer Ist-Lage des Werkzeugs und (b) Ansteuern des Aktors (26) so, dass sich die Ist-Lage der Soll-Lage annähert.Machine tool according to one of claims 13 to 16, characterized by an electrical control ( 56 ) in which a program code is stored, which encodes a method with the following steps: (a) determining a deviation between a desired position of the tool and an actual position of the tool and (b) actuating the actuator ( 26 ) so that the actual position approaches the desired position. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch eine elektrische Steuerung (56), in der ein Programmkode abgelegt ist, der ein Verfahren mit den folgenden Schritten kodiert: (a) Ermitteln einer Beschleunigung der Werkzeughalterung (20) und (b) Ansteuern des Aktors (26), so dass eine Schwingung der Werkzeughalterung (20) vermindert wird.Machine tool according to one of claims 14 to 17, characterized by an electrical control ( 56 ) in which a program code is stored, which encodes a method with the following steps: (a) determining an acceleration of the tool holder ( 20 ) and (b) activating the actuator ( 26 ), so that a vibration of the tool holder ( 20 ) is reduced.
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