DE10209371A1

DE10209371A1 - Stay for fixing workpiece to machining device, comprising quick adjusting clamping mechanism with integrated indicator system

Info

Publication number: DE10209371A1
Application number: DE10209371A
Authority: DE
Inventors: Harry Richter
Original assignee: Richter Vorrichtungsbau H GmbH
Current assignee: Richter Vorrichtungsbau H GmbH
Priority date: 2001-12-08
Filing date: 2002-03-02
Publication date: 2003-06-18
Also published as: DE20119931U1

Abstract

The particularly long workpiece is attached to the chucks of the machining tool, the stay (1) moved closely to the chucks and the three clamping units (2) are positioned on the outer surface of the workpiece. The gauges (6) integrated in the clamping units (2) are adjusted to zero. The stay (1) is now moved to its intended position, the workpiece is fixed between the clamping units (2) which are manually or electronically adjusted until all three indicate the same value on a scale, an LCD display (5) or a ruler.

Description

Die Erfindung betrifft eine schnellzentrierbare Lünette für eine Bearbeitungsmaschine, vorzugsweise eine Drehmaschine. The invention relates to a quick centering steady rest for a processing machine, preferably a lathe.

Schnellzentrierbare Lünetten sind überall dort anwendbar, wo Lünetten von Bearbeitungsmaschinen schnell eingestellt werden müssen. Es betrifft insbesondere Lünetten, die an Drehmaschinen angeordnet sind. Lünetten sind Vorrichtungen, die in der Regel auf dem Bett von Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, angeordnet sind. Davon sind verschiedene Ausführungsvarianten bekannt. In einer Drehmaschine wird das Werkstück in das Futter der Drehmaschine eingespannt, so dass die Bearbeitung an seiner Oberfläche stattfinden kann. Sofern das Werkstück eine bestimmte Länge überschreitet, erfolgt eine Lagerung an der anderen Seite, zu der eine Lünette angeordnet sein kann. Diese Lünette weist in der Regel ein Unterteil auf, in dem das Werkstück liegt und ein Oberteil, in dem das Werkstück nach oben hin festgehalten wird. In der Lünette befinden sich sogenannte Pinolen, an deren Enden eine Rollen- oder Gleitlagerung für das Werkstück angeordnet sein kann, so dass sich das Werkstück in der Lünette leicht drehen lässt. In Abhängigkeit von der Form und vom Gewicht des Werkstückes können zwei oder mehr Pinolen in der Lünette angeordnet sein, die das Werkstück während der Drehbewegung stabil halten. Die Lünette ist auf dem Bett der Bearbeitungsmaschine verschiebbar, so dass sie je nach Länge des Werkstückes anzuordnen ist. Bei den zu drehenden Werkstücken besteht die Aufgabe diese in einer Arbeitsposition dem doppelten Durchmesser vom Futter entfernt auf ein Hundertstel genau zu bearbeiten. Das ist nur dann möglich, wenn das Werkstück exakt mittig eingespannt ist. Werden herkömmliche Reitstöcke eingesetzt, kann eine Justierung exakt in der Mitte erfolgen, so dass eine genaue Bearbeitung möglich ist. Für Bohrungen in langen Werkstücken, die mit dem Drehstahl bearbeitet werden, werden in erster Linie Lünetten benötigt. Bei herkömmlichen Lünetten ist es ausgesprochen problematisch Werkstücke so einzuspannen, dass sie genau in ihre rotationssymmetrische Achse in der Lünette liegen. Das kann durch ein Verstellen von Pinolen an der Lünette erreicht werden, allerdings hat das Verstellen die Nachteile, dass der Einstellende nur mit erheblichem Aufwand ermitteln kann, ob das Werkstück exakt mittig eingespannt ist. Quick-centering steadies can be used wherever steadies from Processing machines must be set up quickly. It particularly affects bezels Lathes are arranged. Bezels are devices that are usually on the bed of Processing machines, in particular lathes, are arranged. Thereof different versions known. The workpiece is placed in the chuck in a lathe clamped on the lathe so that machining takes place on its surface can. If the workpiece exceeds a certain length, it is stored on the other side, to which a bezel can be arranged. This bezel usually shows Lower part in which the workpiece lies and an upper part in which the workpiece is up is held there. There are so-called quills in the bezel, one at the ends Roller or plain bearing can be arranged for the workpiece, so that the Allows the workpiece to rotate easily in the steady rest. Depending on the shape and weight of the Workpiece two or more quill can be arranged in the bezel that the Hold the workpiece stable during the rotation. The bezel is on the bed of the Processing machine can be moved so that it can be arranged depending on the length of the workpiece. at the workpieces to be rotated are in a working position machined twice the diameter of the chuck to the nearest hundredth. That is only possible when the workpiece is clamped exactly in the center. Become conventional Tailstocks used, an adjustment can be made exactly in the middle, so that an accurate Editing is possible. For bores in long workpieces machined with the turning tool bezels are primarily needed. With conventional bezels it is extremely difficult to clamp workpieces so that they fit exactly into your rotationally symmetrical axis lie in the bezel. This can be done by adjusting the quill on the bezel can be achieved, however, the adjustment has the disadvantages that the person setting only with considerable effort can determine whether the workpiece is clamped exactly in the middle.

Weiterhin ist das Verstellen von Hand aufwendig, wobei die Pinolen das Werkstück mit unterschiedlicher Kraft halten und andrücken, was zu Ungenauigkeiten im Bearbeitungsvorgang führt. Beim gegenwärtigen Stand der Technik wird auch der tatsächliche Spanndurchmesser des eingespannten Werkstückes an den Pinolen oder der Lünette nicht angezeigt. Furthermore, the adjustment by hand is complex, the quills with the workpiece hold and press different forces, resulting in inaccuracies in the machining process leads. In the current state of the art, the actual clamping diameter is also of the clamped workpiece on the quills or the bezel is not displayed.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Lünette zu entwickeln, mit der ein Werkstück schnell und exakt auf seine Mitte zentrierbar ist, wobei die Einspannkraft an den Pinolen gemessen und der tatsächliche Spanndurchmesser zur Anzeige gebracht werden soll. It is therefore an object of the invention to develop a bezel with which a workpiece can be moved quickly and can be centered exactly on its center, with the clamping force measured at the quills and the actual clamping diameter is to be displayed.

Diese Aufgabe wird durch eine Lünette nach den Merkmalen des ersten Patentanspruches erfüllt. This task is performed by a bezel according to the features of the first claim Fulfills.

Unteransprüche geben eine vorteilhafte Ausgestaltung der Lünette wieder. Sub-claims reflect an advantageous embodiment of the bezel.

Die Lünette besteht aus einem gegenüber dem Futter verschiebbaren Lünettenkörper mit mindestens zwei Pinolen, die verschiebbar im Lünettenkörper angeordnet sind und eine Führung für das Werkstück bilden. Dabei ist an jeder Pinole ein Meßsystem angeordnet, mit dem der exakte Abstand zur Werkzeugmitte meßbar ist. Für die Stabilität des Werkstückes ist es vorteilhaft drei Pinolen im Lünettenkörper anzuordnen. Das Anzeigen der aktuellen Position der Pinole in der Lünette kann als Maßzahl digital in einem Fenster erfolgen. Es ist ebenso denkbar, dass die Veränderung der Pinole mit einem Lineal angezeigt wird. Unabhängig davon welche Anzeigeart genutzt wird, sind beide Anzeigen auf null oder im Basismaß arretierbar. Bei einer Regelung dient dieses Maß als Signal für den erreichten Zustand. The bezel consists of a bezel body that can be moved relative to the lining at least two quills that are slidably arranged in the bezel body and a guide form for the workpiece. A measuring system is arranged on each quill with which the exact distance to the center of the tool is measurable. It is for the stability of the workpiece advantageous to arrange three quills in the bezel body. Displaying the current position of the Pinole in the bezel can be done digitally in a window. That `s how it is conceivable that the change of the quill is displayed with a ruler. Independently of Which display type is used, both displays can be locked to zero or in the basic dimension. at this measure serves as a signal for the state reached.

Die Auflagekraft an jeder Pinole kann über Dehnungsmessstreifen ermittelt werden. Der Messwert kann genutzt werden, um den Andruck aller Pinolen gegenüber dem zu bearbeitenden Werkstück aufeinander abzustimmen. Das kann per Hand aber auch motorisch erfolgen. The contact force on each quill can be determined using strain gauges. The The measured value can be used to compare the pressure of all quills with the coordinate the machined workpiece. This can also be done by hand using a motor.

Der Abstand der Pinole kann an einer Stellschraube geregelt werden. Ebenso kann das Verstellen und Einstellen der Pinolen motorisch in der Weise erfolgen, dass an jeder Pinole ein Stellmotor angeordnet ist, der die Pinole in die erforderliche Position bringt und mit dem gewünschten Anpressdruck an das Werkstück andrückt. Weiterhin ist es auch möglich, den Abstand der Pinole automatische zu regeln. Dabei wird der exakte Ist-Wert für den Anpressdruck und die Position jeder Pinole ermittelt, mit einem Soll-Wert verglichen und danach dem Soll-Wert entsprechend mit dem Stellmotor nachgeregelt. Eine Kontrolle des Anpressdruckes sorgt für ein sicheres Einspannen und damit für hohe Betriebssicherheit. The distance between the sleeves can be adjusted using a set screw. It can also Adjustment and adjustment of the quill motorized in such a way that one on each quill Servomotor is arranged, which brings the quill into the required position and with the presses the desired contact pressure onto the workpiece. It is also possible to use the Automatically regulate the distance of the quill. The exact actual value for the Contact pressure and the position of each quill are determined, compared with a target value and then that The target value is adjusted accordingly with the servomotor. Check the contact pressure ensures secure clamping and thus high operational reliability.

Das exakte Einstellen der Werkzeugmitte erfolgt in folgender Weise: Ein zu überdrehtes Werkstück wird im Futter der Bearbeitungsmaschine eingespannt und ein Basismaß gedreht. Anschließend wird die Lünette unmittelbar an das Futter angesetzt. Die Pinolen werden dann an die Oberfläche des Werkstückes aufgesetzt, wobei das Meßsystem der Pinole auf null oder Basismaß arretiert wird. In einem weiteren Schritt wird die Lünette in die gewünschte Arbeitsposition verfahren. Danach wird das Werkstück zwischen Futter und Lünette eingespannt und die Pinolen werden auf einen weitestgehend gemeinsamen Zahl- oder Durchmesserwert eingestellt und arretiert. Die Grundeinstellung der Lünette erfolgt, in dem ein Werkstück auf ein genaues Maß übergedreht wird (z. B. 880.00) und die Lünette im Microcontroler 880.00 einprogrammiert hat. The exact setting of the tool center is done in the following way: The workpiece is clamped in the chuck of the processing machine and a basic dimension is rotated. The bezel is then attached directly to the chuck. The quills are then turned on the surface of the workpiece is placed, the measuring system of the quill to zero or Base dimension is locked. In a further step, the bezel is placed in the desired position Move working position. The workpiece is then clamped between the chuck and the bezel the quills are on a largely common number or diameter value adjusted and locked. The basic setting of the bezel takes place in which a workpiece on a exact dimension is turned (e.g. 880.00) and the bezel in the microcontroller 880.00 has programmed.

Wenn die Pinolen bei der Ersteinstellung den Kontakt zum Werkstück erreicht haben, wird durch Drücken des Null-Tasters (Settaster) das Maß, z. B. 880, für die Lünette aktiviert. When the quills have come into contact with the workpiece during the initial setting by pressing the zero button (set button) the dimension, e.g. B. 880, activated for the bezel.

Die Lünette kennt jetzt den Punkt 880 und kann mit ihren Systemen, von 880 auf- und abwärts, gemessene Durchmesser zur Anzeige bringen. Dieser Regelprozess kann von Hand oder mit dem Stellmotor erreicht werden. The bezel now knows the point 880 and with its systems, from 880 up and down, Display the measured diameter. This control process can be done by hand or with the actuator can be reached.

Das Messen kann mittels Lesekopf an der Pinole erfolgen, das gemessene Maß mittels Microcontroler umgesetzt und in einem Display zur Anzeige gebracht werden. Durch das Meßsystem kann die Einstellung schnell und exakt erfolgen. Die Vorrichtung hat den Vorteil, dass Lünetten schnell, exakt und automatisch zentrierbar sind. The measurement can be carried out using a read head on the quill, the measured dimension using Microcontroler implemented and displayed in a display. Through the measuring system the setting can be made quickly and precisely. The device has the advantage of steady rests can be centered quickly, precisely and automatically.

Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und fünf Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and five figures explained. The figures show:

Fig. 1 Lünette mit Meßsystem in Ansicht Fig. 1 bezel with measuring system in view

Fig. 2 Lünette mit Meßsystem in Seitenansicht Fig. 2 bezel with measuring system in side view

Fig. 3 Anzeige in einem Meßfenster Fig. 3 display in a measuring window

Fig. 4 Pinole mit Meßsystem in Blickrichtung A der Fig. 5 Fig. 4 quill comprising a measuring system in the direction A of Fig. 5

Fig. 5 Pinole im Schnitt in Seitenansicht Fig. 5 quill in section in side view

Die Fig. 1 zeigt eine Lünette bestehend aus dem Lünettenkörper 1, der aus einem oberen und einem unteren Lünettenkörper 1 besteht und aufklappbar oder abhebbar ist, wobei beide Teile mittels Verschlussmuttern 7 zusammengehalten werden. Im Lünettenkörper 1 sind drei Pinolen 2 angeordnet, an deren Enden Rollen- oder Gleitlagerungen 8 für das Werkstück angeordnet sind. Die Pinolen 2 sind mittels Stellschrauben 3 in Richtung auf das Werkstück verstellbar, wobei an den Pinolen 2 eine Pinolenklemmung 11 angeordnet ist, mit der die Pinole 2 fixiert werden kann. Weiterhin ist der Verstellmechanismus 9 der Pinole 2 gezeigt und die Meßeinheit 6 sowie das Meßfenster 5. Im Meßfenster 5, welches in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Wert angezeigt, den jede Pinole 2 abweichend vom aritierten Wert anzeigt. Der Lünettenkörper 1 ist mittels Lünettenbefestigungsschraube 12 am Untergrund fixierbar. Die Fig. 2 zeigt die Lünette mit Meßsystem 4 in Seitenansicht, in der die Pinolenklemmung 11 im oberen und unteren Teil der Lünette und die Pinolenführung 10 zu sehen ist. Die Fig. 5 zeigt die Pinole 2 im Schnitt in Seitenansicht, wobei auf der linken Seite die Pinolenführung 10 zu sehen ist und auf der rechten Seite das Meßsystem 4 an der Pinole 2 geschnitten dargestellt ist. Die Fig. 4 zeigt die Pinole 2 mit Meßsystem 4 in Blickrichtung A der Fig. 5, wobei das Meßsystem 4 der Pinole 2 abgebildet ist und die Rollenlagerung 8, die um eine Achse drehbar ist und für eine leichte Drehbarkeit des Werkstückes sorgt. Fig. 1 shows a bezel consisting of the steady rest 1, which consists of an upper and a lower steady rest 1 and is hinged or can be raised, the two parts being held together by means of locking nuts 7. In the steady rest 1 , three quills 2 are arranged, at the ends of which roller or slide bearings 8 are arranged for the workpiece. The quills 2 can be adjusted in the direction of the workpiece by means of set screws 3 , a quill clamping 11 being arranged on the quills 2 , with which the quill 2 can be fixed. Furthermore, the adjustment mechanism 9 of the sleeve 2 is shown and the measuring unit 6 and the measuring window 5 . In the measuring window 5 , which is shown in FIG. 3, the value is displayed, which each sleeve 2 displays differently from the aritized value. The steady rest body 1 can be fixed to the base by means of steady rest fastening screw 12 . Fig. 2 shows the bezel with measuring system 4 in side view, in which the sleeve clamp 11 in the upper and lower part of the bezel and the sleeve guide 10 can be seen. FIG. 5 shows the quill 2 in section in side view, wherein on the left side, the sleeve guide 10 to see and is shown in section on the right side of the measuring system 4 on the sleeve 2. Fig. 4 shows the quill 2 with measuring system 4 in the direction of view A of Fig. 5, the measuring system 4 of the quill 2 is shown and the roller bearing 8 , which is rotatable about an axis and ensures easy rotation of the workpiece.

Die schnellzentrierbare Lünette wird in folgender Weise eingestellt. Ein zu überdrehendes Werkstück wird im Futter der Bearbeitungsmaschine eingespannt. Die Lünette wird auf ihrem Untergrund unmittelbar an das Futter herangeschoben, wobei die Pinolen 2 an die Oberfläche des überdrehten Werkstückes aufgesetzt werden. Dabei wird das Meßsystem 4 der Pinole 2 auf null oder Basismaß arretiert. In einem weiteren Schritt wird die Lünette in die gewünschte Arbeitsposition gefahren. D. h. bei einem Werkstück von z. B. ca. 2 m Länge wird die Lünette so weit gefahren, dass das Werkstück mit seinem Ende in der Rollenlagerung 8 der Pinolen 2 liegt. Das Werkstück wird zwischen Futter und den Pinolen 2 der Lünette eingespannt, wonach die Pinolen 2 auf einen weitestgehend gemeinsamen Zahlenwert aritiert werden. Sobald eine Aritierung erfolgt ist, ist die Lünette oder ihr Durchmesserwert eingestellt und eine Bearbeitung des Werkstückes kann beginnen. The quick-centering bezel is set in the following way. A workpiece to be overturned is clamped in the chuck of the processing machine. The bezel is pushed directly onto the chuck on its base, the quills 2 being placed on the surface of the overturned workpiece. The measuring system 4 of the quill 2 is locked to zero or basic dimension. In a further step, the bezel is moved into the desired working position. I.e. with a workpiece of z. B. about 2 m in length, the bezel is moved so far that the workpiece lies with its end in the roller bearing 8 of the quill 2 . The workpiece is clamped between the chuck and the quills 2 of the bezel, after which the quills 2 are aritized to a largely common numerical value. As soon as aritation has taken place, the bezel or its diameter value is set and machining of the workpiece can begin.

Bei einem motorischen Verstellen der Pinolen 2 wird nach Einlegen des Werkstückes ein Elektrosignal betätigt, worauf sich alle Pinolen 2 so lange auf die Mitte zubewegen, bis die kleinstmögliche Differenz zwischen den Pinolen 2 erreicht ist. Analog dazu erfolgt ein gleichmäßiges Einstellen der Kräfte, die von den Pinolen 2 auf das Werkstück aufgebracht werden. An einem Werkstück, beispielsweise einer zu bearbeitenden Welle, werden die Arbeitsgänge in folgender Reihenfolge vollzogen:
Ein Werkstück wird im Futter auf einen millimetergenauen Durchmesserbereich, z. B. 370.000 mm, gedreht. Alle zwei, drei oder vier Pinolen 2 der Lünette 1 werden zum Werkstück herangefahren. Mit einer Tastatur oder fest einprogrammiert wird das Durchmessermaß auf den Anzeigen eingestellt, in diesem Fall auf das Maß 370.000 mm Durchmesser. Die Grundeinstellung ist damit abgeschlossen. Die Lünette 1 wird an ihren tatsächlichen Arbeitsort versetzt. Das zu bearbeitende Werkstück hat 470.000 mm Durchmesser, die Pinolen 2 werden so lange verstellt, bis das Maß 470.000 mm - 0,5 mm in den Anzeigen erscheint, = 469,50 mm. Die Lünette 1 wird geschlossen. Die unteren und die obere Pinole 2 werden auf 470.000 mm eingestellt. Die Pinolen 2 werden so lange im Hundertstelbereich miteinander abgeglichen, bis die kleinstmögliche Differenz erreicht ist. In the case of a motorized adjustment of the sleeves 2 , an electrical signal is actuated after the workpiece has been inserted, whereupon all sleeves 2 move towards the center until the smallest possible difference between the sleeves 2 is reached. Analogously to this, the forces which are applied by the quills 2 to the workpiece are uniformly adjusted. On a workpiece, for example a shaft to be machined, the operations are carried out in the following order:
A workpiece is in the chuck on a millimeter-accurate diameter range, e.g. B. 370,000 mm, rotated. Every two, three or four quills 2 of the steady rest 1 are moved towards the workpiece. With a keyboard or permanently programmed, the diameter dimension is set on the displays, in this case the dimension 370,000 mm diameter. The basic setting is now complete. The bezel 1 is moved to its actual place of work. The workpiece to be machined has a diameter of 470,000 mm, the sleeves 2 are adjusted until the dimension 470,000 mm - 0.5 mm appears in the displays, = 469.50 mm. The bezel 1 is closed. The lower and the upper quill 2 are set to 470,000 mm. The quills 2 are compared with each other in the hundredths range until the smallest possible difference is reached.

Das Ergebnis wird erreicht für die
1. Pinole = 470,02 mm
2. Pinole = 470,03 mm
3. Pinole = 470.02 mm
Differenz = 000,01 mm The result is achieved for the
1st quill = 470.02 mm
2. Quill = 470.03 mm
3rd quill = 470.02 mm
Difference = 000.01 mm

Damit ist das Einstellen der Pinolen abgeschlossen. This completes the setting of the quills.

Die vorgeschlagene Lösung hat den Vorteil, dass das Werkstück in der Lünette sehr exakt und schnell aritiert werden kann. Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Lünettenkörper
2 Pinole
3 Pinolenstellschraube
4 Meßsystem an der Pinole
5 Meßfenster
6 Meßeinheit
7 Verschlussmutter des Lünettenkörpers
8 Rollenlagerung für das Werkstück an der Pinole 2
9 Verstellmechanismus der Pinole 2
10 Pinolenführung
11 Pinolenklemmung
12 Lünettenbefestigungsschraube
The proposed solution has the advantage that the workpiece can be armed very precisely and quickly in the steady rest. List of reference symbols used 1 bezel body
2 quill
3 quill set screw
4 measuring system on the quill
5 measurement windows
6 measuring unit
7 Locking nut of the steady rest
8 Roller bearing for the workpiece on the quill 2
9 Quill adjustment mechanism 2
10 quill guide
11 Quill lock
12 steady rest fixing screw

Claims

1. Schnellzentrierbare bezel for a processing machine comprising the respect to the chuck movable steady rest (1) and at least two sleeves (2) in the steady rest (1) forming the guide for a workpiece, at each spindle (2) a measuring system (4 ) is arranged with which the exact distance to the center of the workpiece can be regulated.

2. Device according to claim 1, characterized in that the current dimension of the quill ( 2 ) is displayed as a dimension number (digital) in a window or on a ruler and can be locked to zero.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the distance of the Quill is regulated by hand.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the distance between the sleeve ( 2 ) is controlled automatically by means of a servomotor.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the contact pressure of the sleeves ( 2 ) is measured by means of strain gauges.

6. The device according to claim 5, characterized in that the contact pressure of the quills ( 2 ) is set simultaneously or successively automatically by means of a servomotor.

7. Device according to claims 1 to 6, characterized in that the exact distance to the center of the workpiece can be regulated by clamping a workpiece to be overturned in the chuck of a processing machine, the steady rest ( 1 ) is attached directly to the chuck and the quills ( 2 ) be placed on the surface of the workpiece, the measuring system ( 4 ) of the quills ( 2 ) being armed to zero, in a further step the bezel ( 1 ) is moved into the desired working position, the workpiece is clamped between the chuck and the bezel ( 1 ) and the quills ( 2 ) are set or armed to a largely common distance and contact pressure.