Koordinaten-Bohrmaschine. Die Erfindung bezieht sich auf eine Koordinaten-Bohrmaschine mit zwei Schlit ten, welche zum Einstellen der gegensei tigen Lage von Bohrspindelachse und Werk stück nach Reehtwinkelkoordinaten in senk rechten Richtungen zueinander verschiebbar sind. Als Koordinaten-Bohrmaschine wird allgemein eine solche Bohrmaschine bezeich net, auf welcher um bestimmte Massabstände voneinander entfernt anzubringende Bohrun gen in das Werkstück ohne Anreissen oder Benutzung einer Bohrlehre unmittelbar nach der Zeichnung mit hoher Lagegenauigkeit gebohrt werden können.
Für das Einstellen der Schlitten von Koordinaten-Bohrmaschinen sind Verstell und iNTessmittel vielfacher Art gebräuchlich. Es ist bekannt, diese Schlitten mit Hilfe von Mikroskopen, welche mit Längenmassstäben zusammenwirken, ohne Schnellverstellein- richtungen einzustellen. Hierbei wird zwar eine hohe Einstellgenauigkeit erreicht, je doch beansprucht das Einstellen verhältnis mässig viel Zeit. Man hat auch schon für die Schlitten von Koordinaten-Bohrmaschi- nen Schnellverstelleinrichtungen, etwa einen Elektromotor, vorgesehen.
Hierbei wur den jedoch zum Feineinstellen keine llZikros- kope benutzt, vielmehr wurde eine Gewinde spindel in Verbindung mit Messtrommel und Nonius zur Genauigkeitseinstellung ange wendet. Nun ist an und für sich schon eine Gewindespindel kein für die Dauer verläss lich genaues Verstellorgan, da sie Verschleiss und mechanischen Beanspruchungen unter worfen ist.
Diese ungünstigen Erscheinungen werden aber durch die Kupplung mit einem Kraftantrieb noch verstärkt, so dass eine derart ausgebildete Koordinaten-Bohrma- schine zwar rasche Einstellzeiten ermöglicht, jedoch sehr bald nicht mehr die geforderten hohen Genauigkeitsansprüche zu erfüllen vermag.
Es ist ferner bereits ein in zwei senk recht zueinander stehenden Richtungen ein stellbarer Werkstückschlitten bekannt, der auf einem besonderen Bett untergebracht einer beliebigen Bohrmaschine beigeordnet werden kann. Das Verstellen des Schlittens erfolgt durch Elektromotor und seine Still setzung vermittelst elektrischer Kontaktan schläge, von denen jeweils der eine an dem über einem Längenmassstab einstellbaren No- nius und der andere am Schlitten befestigt ist. Das Einstellen des Nonius -erfolgt von Hand mit Hilfe eines Vergrösserungsglases.
Das Stillsetzen des Schlittens auf genauen Massabstand gelingt hierbei jedoch nicht mit der erforderlichen Genauigkeit, weil die dem Schlitten innewohnende Bewegungsenergie bestrebt ist, ihn noch weiter zu bewegen. Das Einstellen des Massabstandes durch Nonius aber muss als unzulänglich angesehen wer den.
Die Erfindung erstrebt nun, durch eine geschickte Vereinigung verschiedener bei den beschriebenen Ausführungen jeweils für sich bekannten Mess- und Verstellmittel eine Schlitteneinstellvorrichtung zu schaffen, wel cher die Vorzüge der bekannten Ausfüh rungen anhaften, ohne dass ihre Nachteile in Erscheinung treten können.
Erfindungsgemäss ist zum raschen Ver stellen der Schlitten auf ungefähren Massab stand eine Schnellverstelleinrichtung und zum anschliessenden Feineinstellen derselben auf genauen Massabstand für jeden Schlitten ein Längenmassstab und ein auf denselben gerichtetes Mikroskop vorgesehen.
Auf diese Weise gelingt es, die Schlitten bei geringstem Zeitaufwand, doch mit gröss ter Genauigkeit auf den beabsichtigten Mass abstand einzustellen.
In der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Koordi- naten-Bohrmaschine; Fig. 2 ist eine Vorderansicht nach Fig. 1, und Fig. 3 ist eine Draufsicht auf den Bedie nungsstand; Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung den Antrieb für den nach Rechtwinkel- Koordinaten verstellbaren Werkstückschlit- ten, und Vig. 5 zeigt im Schema die Anordnung der optischen Geräte für die Feineinstellung des Schlittens;
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch den Werkstückschlitten mit Unterschlitten und Maschinenbett.
Die dargestellte Koordinaten-Bohrma- schine besitzt im wesentlichen den folgenden Aufbau: Auf dem Maschinenbett 1 erhebt sich der Vertikalständer 2, welcher an seinem obern Teil den höhenverstellbaren Bohrkopf 3 trägt. Der Antrieb der Bohrspindel 4 erfolgt durch einen in dem Ständer 2 untergebrach ten, nicht sichtbaren Elektromotor über ein in dem Getriebekasten 5 befindliches Ge triebe in verschiedenen Geschwindigkeits stufen. Auf dem Maschinenbett 1 ist auf zwei Flachführungen 6, 7 mit rollender Rei bung und der Gradführung 8 mit gleitender Reibung der Unterschlitten 9 quer verschieb bar.
Er besitzt auf seinem obern Teil Längs führungen 10, 11, 12 in der gleichen Aus bildung, jedoch um<B>90'</B> versetzt, auf denen der das Werkstück aufnehmende Schlitten 13 verschiebbar geführt ist. Der Schlitten 13 kann somit nach Rechtwinkel-Koordina- ten eingestellt werden.
Die Einstellung der Werkstückschlitten 9, 13 geschieht auf folgende Art: In dem am vordern Teil des Maschinen- bettes, das heisst am Bedienungsstand, be findlichen Gehäuse 14 ist das Antriebsorgan für die Schlittenverstellung, sowie ein noch näher zu beschreibendes, als Hilfsvorrich tung dienendes Geschwindigkeitswechselge triebe untergebracht. Ferner sind auf dem Gehäuse 14 Schalthebel und die zur Über wachung der Schlittenbewegungen vorge sehenen verschiedenen Hilfseinrichtungen an geordnet.
Der Antriebsmotor 15 für die rasche Grobverschiebung der Schlitten treibt über ein Schneckengetriebe 16, 17 auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe. Während bei den bisher bekannten Koordinaten-Bohr- maschinen mit selbsttätiger Bewegung der Schlitten das Antriebsorgan eine stets gleich bleibende Geschwindigkeit auf die Schlitten überträgt, können nunmehr durch die Ein ordnung eines Wechselgetriebes verschiedene Schlittengeschwindigkeiten erzielt werden, so dass zum. Beispiel auch Fräsarbeiten aus geführt werden können.
Das dargestellte Wechselgetriebe besteht aus den Zahnrädern 18, 19, welche auf der mittels Handgriff 20 längs verschiebbaren Welle 21 sitzen und den Rädern 22, 25. Das die Welle 21 an treibende Schneckenrad ist drehbeweglich. aber axial unverschieblich, gelagert. In der in der Zeichnung angegebenen Getriebestel lung ist das Zahnrad 18 mit dem Zahnrad 22 in Eingriff gebracht, welches auf der un- verschieblich gelagerten Welle 23 sitzt. Auf der Welle 23 sitzen ferner auf einer gemein samen Nabe die Zahnräder 24 und 25. Das Zahnrad 25 trägt auf seiner Stirnseite Kupp lungsklauen 26, die mit den Gegenklauen einer auf der von der Welle 23 getrennten Welle 27 sitzenden Kupplungsmuffe 28 in Eingriff gebracht werden können.
Die Welle 27 ist mit Keilnuten versehen, so dass sich die Antriebsschnecke 28a je nach den Stel lungen des Unterschlittens darauf verschie ben kann. Die Schnecke 28a steht mit einem Schneckenrad 29 in Eingriff. Dieses sitzt auf der Welle 30, welche in dem Unter schlitten 9 gelagert ist und an ihrem obern Ende ein Zahnritzel 31 trägt, das mit der mit dem Werkstückschlitten 13 verbundenen Zahnstange 32 in Eingriff steht.
Das Zahn rad 24 kämmt mit einem in dem Gehäuse 14 unverschieblich gelagerten, auf der Welle 35 frei drehbaren Zahnrad 33, welches an seiner Stirnseite Kupplungsklauen 34 be sitzt, die mit den Gegenklauen einer mit der Welle 35 auf Drehung verbundenen, ver schiebbaren Schaltmuffe 36 in Eingriff ge bracht werden können. Die Welle 35 bewirkt die Bewegung des Schlittens 9, indem sie über ein Schneckengetriebe 37, 38 und ein Zahnstangengetriebe 39, 40 auf den Unter schlitten 9 treibt. Das Schneckenrad 38 ist auf einer im Maschinenbett 1 gelagerten Welle 41 befestigt, die gleichzeitig das mit der Zahnstange 41) in Eingriff stehende Zahnritzel 39 trägt.
Die Bewegung der Schlitten 9, 13 kann nach Belieben gleich zeitig oder getrennt voneinander erfolgen, je nach der Stellung der durch die Schalt hebel 42, 43 zu betätigenden Kupplungs muffen 28, 36.
Bei der gezeichneten Getriebestellung er folgt die Schlittenbewegung mit langsamer Geschwindigkeit. Wird das Zahnrad 19 durch Verschieben der Welle 21 mit dem Zahnrad 25 in Eingriff gebracht, so erfolgt die Schlittenverstellung im schnellen Gang. VerschiedeneGeschwindigkeiten können durch Auswechseln der Zahnräder 18, 22 erreicht werden.
Auf den Antriebswellen 27, 35 für die Bewegung der Schlitten sitzen die Kegel räder 44 bezw. 45, welche über Kegelrad- trieblinge die Zählwerke Z1 und Z2, welche als Anzeigegeräte für die Grobverschiebe- strecken der Schlitten dienen, in Betrieb setzen.
Das Zählwerk Z1 wird von dem Kegelrad 44 über die Kegelradtrieblinge 46, 47, 48 betätigt und das Zählwerk ZZ von dem Kegelrad 45 über die Kegelradtrieb- linge 49, 50, 51. Die Zählwerke sind am Be dienungsstand angeordnet. Zur Bestimmung der Schlittenverschiebungen sind ferner Längenmassstäbe 52 und 53 vorgesehen, wo bei auf jeden Massstab ein Mikroskop ge richtet ist. Der Massstab 52 ist für den Schlitten 13, der Massstab 53 für den Schlit ten 9 da.
Das optische Teilbild der Längenmass stäbe wird unter Zuhilfenahme einer Be leuchtungseinrichtung über Linsen und Pris men, die in den Gehäusen 54a bezw. 55a untergebracht sind, in das Sehfeld des Oku lars 54 bezw. 55 übermittelt. Der Strahlen gang geht dabei durch die Rohre 54b bezw. 55b. Diese letzteren können jedoch auch fort gelassen werden. Der Strahlengang geht dann von dem im Gehäuse 54a befindlichen -Ob jektiv unmittelbar durch den Raum in das Okular 54 und bei der andern optischen Ein richtung von 55a nach 55.
Die Längenmass stäbe sind in dem gezeigten Beispiel von zy lindrischer Gestalt; sie sind drehbeweglich, jedoch axial unverschiebbar gelagert und be sitzen eine schraubenlinienförmige Teilung auf dem Zylindermantel. Die Feineinstellung des Massstabes 52 wird von dem Kordelgriff 56 aus durch Drehen vorgenommen, wobei naturgemäss die schraubenlinige Teilung in axialer Richtung wandert, ohne dass sich der Massstabkörper verschiebt.
Der Einstellvor gang der Schlitten 9, 13 ist wie folgt: Eine Teillinie des Massstabes 52 wird beim Verstellen des Schlittens 13 zunächst mit dem Strichbild des zugehörigen optischen Gerätes zur Deckung gebracht, und zwar durch Drehen des Massstabes. Alsdann wird, sofern der einzustellende Massabstand Mass bruchteile besitzt; der Massstab um diese Bruchteile gedreht. Zur Bestimmung dieser Massbruchteile (zehntel bis tausendstel Milli meter) dient eine auf dem Massstab sitzende Messtrommel 57, die mit einem Nonius zu sammenwirkt.
Nun wird der Antriebsmotor 15 mittels des ebenfalls am Bedienungsstand angeordneten Drehschalters 58 eingeschaltet und der Schlitten 13 über das beschrie bene Getriebe in der Längsrichtung grob verschoben. Das Zählwerk gibt dabei, wie gesagt, die grobe Verschiebestrecke an. Der Schlitten wird auf das ungefähre Sollmass bewegt und dann die Feineinstellung von Hand durch das auf der Schneckenwelle 15a sitzende Handrad 59 vorgenommen. Der Schlitten befindet sich auf genauem Massab stand, sobald sich das Strichbild der opti schen Einrichtung wieder mit. der Teilung des Massstabes in Deckung befindet.
Die Einstellung des Schlittens 9 geht analog vor sich. Die Okulare 54 und 55 der optischen Geräte sind . ebenso wie die Zähl werke Z' und Z2 am Bedienungsstand ange ordnet. Alle für die Schlitteneinstellung massgeblichen Organe sind somit in dem vor der Maschine angeordneten Gehäuse 14 zu einer Bedienungseinheit zusammengefasst, Der Bedienungsmann beherrscht also von einem Standort aus sämtliche Einstellphasen der Schlitten.
Die Kordinaten - Bohrmaschine könnte auch so ausgebildet sein, dass - der Werk stückschlitten auf Führungen des Maschinen- bettes verschiebbar ist, während der dar- über befindliche Bohrspindelschlitten auf Führungen eines am Werkzeugständer ange ordneten Quersupports senkrecht zur Bewe gungsrichtung des Werkstückschlittens ein stellbar ist.
Bei einer solchen Maschine ist sowohl für den Werkstückschlitten; als auch für den Bohrspindelschlitten eine Schnellver- stelleinrichtung, ein Längenmassstab mit Mikroskop, sowie gegebenenfalls ein An zeigegerät zum Bestimmen der ungefähren Verschiebestrecke vorgesehen.
Coordinate drilling machine. The invention relates to a coordinate drilling machine with two Schlit th, which are displaceable to each other in perpendicular directions to set the opposite term position of the drilling spindle axis and work piece according to Reehtwinkelkoordinaten. As a coordinate drilling machine, such a drill is generally referred to, on which holes to be attached to certain distances from each other can be drilled in the workpiece without scribing or using a drilling jig immediately after the drawing with high positional accuracy.
There are many types of adjustment and measurement equipment in use for setting the slides of coordinate drilling machines. It is known that these carriages can be adjusted with the aid of microscopes which interact with length measuring rods, without rapid adjustment devices. A high level of setting accuracy is achieved here, but setting takes a relatively long time. Rapid adjustment devices, such as an electric motor, have also been provided for the slides of coordinate drilling machines.
Here, however, no microscopes were used for fine adjustment; instead, a threaded spindle in conjunction with a measuring drum and vernier was used to adjust the accuracy. Now, in and of itself, a threaded spindle is not an adjusting element that is reliable for the long term, since it is subject to wear and mechanical stress.
These unfavorable phenomena are, however, intensified by the coupling with a power drive, so that a coordinate drilling machine designed in this way allows quick setting times, but very soon can no longer meet the required high accuracy requirements.
It is also an adjustable workpiece slide in two perpendicular directions to each other already known, which can be accommodated on a special bed of any drill. The slide is adjusted by means of an electric motor and stopped by means of electrical contact stops, one of which is attached to the Nonnius, which can be adjusted using a length scale, and the other to the slide. The vernier is set by hand with the aid of a magnifying glass.
The stopping of the slide to an exact dimensional distance does not succeed in this case with the required accuracy, because the kinetic energy inherent in the slide tries to move it even further. However, the setting of the measurement distance using a vernier must be viewed as inadequate.
The invention now seeks to create a slide adjustment device by skillfully combining different measuring and adjusting means known per se in the described embodiments, which adheres to the advantages of the known embodiments without their disadvantages becoming apparent.
According to the invention, a rapid adjustment device was provided for rapid adjustment of the slide to approximate dimensions, and a length ruler and a microscope aimed at the same are provided for the subsequent fine adjustment of the same to an exact measurement distance for each slide.
In this way, it is possible to set the slide with the least amount of time, but with greater accuracy to the intended distance.
In the drawing, the subject of the invention is illustrated in one embodiment.
1 shows a view of the coordinate drilling machine; Fig. 2 is a front view of Fig. 1, and Fig. 3 is a plan view of the operator stand; 4 shows, in a schematic representation, the drive for the workpiece slide, which can be adjusted according to right-angle coordinates, and Vig. Fig. 5 schematically shows the arrangement of the optical devices for fine adjustment of the slide;
Fig. 6 is a cross section through the workpiece slide with lower slide and machine bed.
The coordinate drilling machine shown has essentially the following structure: The vertical stand 2 rises on the machine bed 1 and carries the height-adjustable drill head 3 on its upper part. The drive of the drilling spindle 4 is carried out by an in the stand 2 untergebrach th, invisible electric motor via a Ge gearbox located in the gearbox 5 in different speed levels. On the machine bed 1 is on two flat guides 6, 7 with rolling Rei environment and the degree guide 8 with sliding friction of the lower slide 9 transversely displaceable bar.
It has on its upper part longitudinal guides 10, 11, 12 in the same form, but offset by <B> 90 '</B>, on which the slide 13 receiving the workpiece is slidably guided. The carriage 13 can thus be adjusted according to right-angle coordinates.
The workpiece slides 9, 13 are set in the following way: In the housing 14 located at the front part of the machine bed, that is, at the operator's station, the drive element for the slide adjustment is located, as well as a speed change device which is to be described in more detail and serves as an auxiliary device drives housed. Furthermore, on the housing 14 shift lever and the various auxiliary devices provided for monitoring the carriage movements are arranged.
The drive motor 15 for the rapid coarse displacement of the slide drives via a worm gear 16, 17 to a speed change gear. While in the previously known coordinate drilling machines with automatic movement of the slide, the drive element transmits a constant speed to the slide, different slide speeds can now be achieved by the arrangement of a change gear, so that for. Example also milling work can be performed.
The change gear shown consists of the gears 18, 19, which sit on the shaft 21, which is longitudinally displaceable by means of the handle 20, and the wheels 22, 25. The worm wheel driving the shaft 21 is rotatable. but axially immovable, stored. In the gear position indicated in the drawing, the gear 18 is brought into engagement with the gear 22, which sits on the immovably mounted shaft 23. On the shaft 23 also sit on a common hub, the gears 24 and 25. The gear 25 carries on its end face Kupp treatment claws 26, which can be brought into engagement with the mating claws of a coupling sleeve 28 seated on the shaft 23 separate from the shaft 23 .
The shaft 27 is provided with keyways so that the drive worm 28a can move on it depending on the positions of the lower slide. The worm 28 a meshes with a worm wheel 29. This sits on the shaft 30, which is mounted in the lower slide 9 and at its upper end carries a pinion 31 which is in engagement with the rack 32 connected to the workpiece slide 13.
The gear wheel 24 meshes with a non-displaceably mounted in the housing 14, freely rotatable on the shaft 35 gear 33, which sits on its end face coupling claws 34 be, which is connected to the counter claws of a sliding sleeve 36 in rotation connected to the shaft 35, ver Intervention can be brought. The shaft 35 causes the carriage 9 to move by driving the carriage 9 via a worm gear 37, 38 and a rack and pinion gear 39, 40. The worm wheel 38 is fastened on a shaft 41 mounted in the machine bed 1, which at the same time carries the pinion 39 which is in engagement with the rack 41).
The movement of the carriages 9, 13 can be carried out simultaneously or separately, depending on the position of the coupling sleeves 28, 36 to be actuated by the switching levers 42, 43.
In the gear position shown, it follows the slide movement at slow speed. If the gear 19 is brought into engagement with the gear 25 by moving the shaft 21, the slide is adjusted in high gear. Different speeds can be achieved by changing the gears 18,22.
On the drive shafts 27, 35 for the movement of the carriage sit the bevel wheels 44 respectively. 45, which, via bevel gears, put the counters Z1 and Z2, which serve as display devices for the coarse displacement distances of the carriages, into operation.
The counter Z1 is operated by the bevel gear 44 via the bevel gear drives 46, 47, 48 and the counter ZZ from the bevel gear 45 via the bevel gear drives 49, 50, 51. The counters are arranged at the operator's stand. To determine the slide displacements, length rulers 52 and 53 are also provided, where a microscope is directed to each scale ge. The scale 52 is for the carriage 13, the scale 53 for the Schlit th 9 there.
The optical part of the image of the length measure rods is men with the help of a lighting device via lenses and prism, which BEZW in the housings 54a. 55a are housed, respectively in the field of view of the Oku lars 54. 55 transmitted. The beam path goes through the tubes 54b respectively. 55b. The latter can, however, be left out. The beam path then goes from the lens located in the housing 54a directly through the space into the eyepiece 54 and, in the case of the other optical device, from 55a to 55.
The measure of length are in the example shown of zy-cylindrical shape; they are rotatable, but axially immovable and sit be a helical division on the cylinder jacket. The fine adjustment of the scale 52 is carried out by turning the cord handle 56, the helical division naturally moving in the axial direction without the scale body shifting.
The setting process of the carriages 9, 13 is as follows: A partial line of the scale 52 is initially brought into line with the line image of the associated optical device when the carriage 13 is adjusted, by rotating the scale. Then, if the distance to be set is a fraction of a measure; the scale rotated by these fractions. A measuring drum 57, which is seated on the scale and interacts with a vernier, is used to determine these fractions (tenths to thousandths of a millimeter).
Now the drive motor 15 is switched on by means of the rotary switch 58 also arranged on the control station and the carriage 13 is roughly moved in the longitudinal direction via the gearbox described. As I said, the counter indicates the rough shifting distance. The slide is moved to the approximate nominal size and the fine adjustment is then carried out by hand using the handwheel 59 located on the worm shaft 15a. The slide is at the exact size as soon as the line image of the optical device is back with it. the division of the scale is in cover.
The setting of the carriage 9 is analogous. The eyepieces 54 and 55 of the optical devices are. just like the counters Z 'and Z2 on the operator's stand. All organs relevant for the slide adjustment are thus combined in the housing 14 arranged in front of the machine to form an operating unit. The operator can therefore control all adjustment phases of the slide from one location.
The coordinate drilling machine could also be designed so that the workpiece slide can be moved on guides of the machine bed, while the drill spindle slide located above it can be adjusted perpendicular to the direction of movement of the workpiece slide on guides of a transverse support arranged on the tool stand.
With such a machine is both for the workpiece slide; as well as a quick adjustment device, a length ruler with microscope and, if necessary, a display device for determining the approximate displacement distance are provided for the drilling spindle slide.