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Die
Erfindung betrifft einen Vorschubmechanismus einer Werkzeugmaschine,
insbesondere einen drehbaren Feinstellmechanismus einer Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform.
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Wie
in 1 gezeigt, weist eine herkömmliche Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A (wie eine Portalanordnung) einen Querbalken A1 auf, an dessen
beiden Enden jeweils ein Stützpfosten
A2 angebracht ist. Außerdem
werden die beiden Stützpfosten
A2 jeweils von einem Linearantrieb B verschoben, um den gesamten
Mechanismus in Betrieb zu setzen. Daher erfolgt eine problemlose
Betätigung
des gesamten Mechanismus nur dadurch, dass die beiden Stützpfosten
A2 und die damit verbundenen Linearantriebe B gleichzeitig im Betrieb sind.
Tritt ein Fehler bei der Synchronsteuerung auf, kann dies zur Verschiebungsabweichung
des Querbalkens A1 und des Stützpfostens
A2 führen.
Da der Querbalken A1 und die beiden Stützpfosten A2 miteinander starr
verbunden sind, kann damit eine Schubverformung der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A vorkommen. Es kann sogar der Linearantrieb B beschädigt werden.
Um die oben erwähnten
Mängel
zu vermeiden, wird der Mechanismus so ausgelegt, dass eine Verstellung
des Querbalkens A1 und der Stützpfosten
A2 in Längs- und
Querrichtung so erfolgt, dass die relative Position zwischen dem
Querbalken A1 und den Stützpfosten A2
ausgeglichen wird. Damit wird vermieden, dass eine Schubverformung
der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A vorkommt. Ferner ist eine relative Drehbewegung zwischen dem Querbalken
A1 und den Stützpfosten
A2 vorzusehen, um einen erhöhten
Positionsausgleichseffekt des Querbalkens A1 und der Stützpfosten
A2 zu ermöglichen.
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In 2 ist
eine weitere Anordnung zur Relativdrehung zwischen dem Querbalken
A1 und den Stützpfosten
A2 dargestellt. Dabei ist jeweils ein Motor A3 im Inneren der Stützpfosten
A2 vorgesehen. Die Motoren A3 sind am Querbalken A1 angebracht. Tritt
derart ein Fehler bei der Steuerung der Synchronbetätigung der
an den jeweiligen Stützpfosten A2
angebrachten Linearantriebe B auf, dass eine Verschiebungsabweichung
des Querbalkens A1 und der beiden Stützpfosten A2 vorkommt, werden
die beiden Stützpfosten
A2 gegenüber
dem Querbalken A1 durch die Steuerung der beiden Motoren A3 gedreht.
Auf diese Weise können
der Querbalken A1 und die Stützpfosten
A2 einem Positionsausgleich unterzogen werden [siehe 3].
Bei der oben erwähnten
Konfiguration muss die Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A innen zusätzlich
mit zwei Motoren A3 versehen sein, was zur Steigerung von Herstellungskosten
sowie zur erhöhten Kompliziertheit
des Mechanismus führt.
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Damit
ist eine weitere Anordnung gemäß 4 entwickelt
worden. Dabei werden die Stützpfosten
A2 der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform A
durch dünnere
Stützstücke A4 ersetzt.
Tritt ein Fehler bei der synchronen Betätigungssteuerung des am Stützstück A4 angebrachten
Linearantriebs B auf, was zur Verschiebungsabweichung des Querbalkens
A1 und der Stützstücke A4 führt, können die
Stützstücke A4 aufgrund
der dünneren
Konstruktion der beiden Stützstücke A4 verdreht
werden, um die Verschiebungsabweichung auszugleichen [siehe die
Strichlinie]. Bei dieser Anordnung sind zwar die Motoren nicht notwendig,
der Nachteil der Schubverformung der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform A
ist jedoch auch nicht beseitigt. Es kann sogar eine Dauerverformung
bei den beiden Stützstücken A4 vorkommen.
Außerdem
weist die Doppelantriebs- /Parallelbewegungs-Positionierplattform
A auch eine schwächere
Steifheit auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen drehbaren Feinstellmechanismus
einer Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
zu schaffen, der durch einfache Maßnahmen die oben genannten
Nachteile vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
drehbaren Feinstellmechanismus einer Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform gelöst, der
die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Erfindungsgemäß wird ein
drehbarer Feinstellmechanismus einer Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
geschaffen, bei dem ein Querbalken und Stützpfosten über ein Positionierzapfen drehbar
miteinander verbunden sind, wobei derart zwischen dem Querbalken
und den Stützpfosten
Federelemente vorgesehen sind, dass eine relative Drehbewegung des
Querbalkens und der Stützpfosten
um den Positionierzapfen stattfindet, um einen praktischen Positionsausgleich
zu gestatten. Darüber
hinaus ist eine erhöhte
Steifheit zwischen dem Querbalken und den Stützpfosten mit den Federelementen
gewährleistet.
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Der
erfindungsgemäße drehbare
Feinstellmechanismus ist zwischen dem Querbalken und dem Stützpfosten
der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform vorgesehen
und weist einen Positionierzapfen und wenigstens zwei Federelemente
auf. Der Querbalken und der Stützpfosten sind über den
Positionierzapfen drehbar miteinander verbunden, wobei zwischen
dem Querbalken und dem Stützpfosten
Federelemente vorgesehen sind. Die Federelemente sind ausgehend
von beiden Seiten des Querbalkens gegen den Querbalken drückbar.
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Tritt
eine Verschiebungsabweichung des Querbalkens und der beiden Stützpfosten
der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform auf, findet eine
relative Drehbewegung des Querbalkens gegenüber den Stützpfosten um den Positionierzapfen
statt. Damit ist ein praktischer Positionsausgleich zwischen dem
Querbalken und den Stützpfosten
gewährleistet.
Wird der Querbalken gegenüber
dem Stützpfosten
gedreht, wird das dem Querbalken benachbarte Federelement so gedrückt, dass das
gedrückte
Federelement eine rückstellende
Gegenkraft gegen die relative Drehbewegung zwischen dem Querbalken
und dem Stützpfosten
erzeugt, wodurch eine erhöhte
Steifheit zwischen dem Querbalken und dem Stützpfosten gewährleistet
ist.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform;
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2 eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform,
an der Motoren angebracht sind;
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3 eine
schematische Darstellung einer herkömmlichen Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform,
wobei ein Positionsausgleich beim Drehen des Querbalkens gegenüber den Stützpfosten
stattfindet;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer herkömmlichen Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform,
wobei ein Positionsausgleich durch Verdrehen von Stützstücken stattfindet;
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5 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen drehbaren
Feinstellmechanismus in Anpassung an eine Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform;
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6 eine
Schnittansicht des Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen drehbaren
Feinstellmechanismus in Anpassung an eine Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform;
und
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7 eine
Schnittansicht des Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen drehbaren
Feinstellmechanismus in Anpassung an eine Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform,
wobei die an einer Seite des Querbalkens angeordneten Federelemente
gedrückt
sind.
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Wie
aus den 5 und 6 ersichtlich,
ist ein erfindungsgemäßer, drehbarer
Feinstellmechanismus einer Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
Linearantrieb 10 zwischen einem Querbalken A1 und einem
Stützpfosten A2
der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform A angeordnet. Der
Feinstellmechanismus umfasst einen Positionierzapfen 10,
vier Feststellbolzen 20 und acht Federelemente 30.
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Ein
Ende des Positionierzapfens 10 verläuft durch den Querbalken A1
hindurch und ist derart in den Stützpfosten A2 eingeführt, dass
der Querbalken. A1 und der Stützpfosten
A2 über
den Positionierzapfen 10 so miteinander verbunden sind,
dass eine relative Drehbewegung zwischen dem Querbalken A1 und dem
Stützpfosten
A2 erfolgt.
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Die
Feststellbolzen 20 verbinden radial zum Positionierzapfen 10 den
Querbalken A1 und den Stützpfosten
A2, wobei die zwei Feststellbolzen 20 ausgehend von der
einen Seite des Querbalkens A1 den Querbalken A1 und den Stützpfosten
A2 verbinden, während
die anderen zwei Feststellbolzen 20 ausgehend von der anderen
Seite des Querbalkens A1 den Querbalken A1 und den Stützpfosten
A2 verbinden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder der
Feststellbolzen 20 an seinem einen Ende mit einem Gewinde
versehen, das durch den Stützpfosten
A2 hindurch verläuft
und in den Querbalken A1 eingeschraubt ist. Damit wird die Verbindung
zwischen dem Querbalken A1 und dem Stützpfosten A2 hergestellt.
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Je
zwei der acht Federelemente 30 werden über jeden Feststellbolzen 20 geschoben,
wobei sich das eine Federelement 30 zwischen dem Feststellbolzen 20 und
dem Stützpfosten
A2 befindet, während
das andere Federelement 30 zwischen dem Querbalken A1 und
dem Stützpfosten
A2 vorgesehen ist. Vier der Federelemente 30 sind an einer
Seite des Querbalkens A1 angeordnet, während sich die anderen vier
Federelemente 30 an der anderen Seite des Querbalkens A1
befinden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Federelemente 30 als Druckfeder ausgeführt. Als
Alternative dazu können sie
aber auch als Metall- oder Kunststofffederblatt und elastischem
Gummistück
ausgeführt
sein.
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Der
Querbalken A1 und der Stützpfosten
A2 sind drehbar über
den Positionierzapfen 10 verbunden. Tritt eine Verschiebungsabweichung
zwischen dem Querbalken A1 und den beiden Stützpfosten A2 auf, kann der
Querbalken A1 gegenüber
den Stützpfosten
A2 gedreht werden, indem die Einschraubtiefe der Feststellbolzen 20 in
den Querbalken A1 verstellt wird. Damit ist ein praktischer Positionsausgleich
zwischen dem Querbalken A1 und dem Stützpfosten A2 gewährleistet.
Außerdem
wird vermieden, dass eine Schubverformung der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A vorkommt.
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Wird
der Querbalken A1 gegenüber
dem Stützpfosten
A2 gedreht [siehe 7], wird das dem Querbalken
A1 benachbarte Federelement 30 so gedrückt, dass das gedrückte Federelement 30 eine rückstellende
Gegenkraft gegen die relative Drehbewegung zwischen dem Querbalken
A1 und dem Stützpfosten
A2 erzeugt, wodurch eine erhöhte
Steifheit zwischen dem Querbalken A1 und dem Stützpfosten A2 gewährleistet
ist. Jedes der Federelemente 30 weist einen maximalen Verformungswert
auf. Erreichen das verformte Federelement 30 seinen maximalen
Verformungswert, wird die Bedienperson aufmerksam gemacht, dass
eine Schubverformung der Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
A vorkommen kann, wenn die relative Drehbewegung zwischen dem Querbalken
A1 und dem Stützpfosten
A2 weiterhin geschieht. Damit wird der Bedienperson ein Hinweis
darauf gegeben, dass die beiden Stützpfosten A2 die maximale Verschiebungsabweichung
erreichen.
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Außerdem können die
Federelemente 30 an dem Querbalken A1 bzw. dem Stützpfosten
A2 angebracht sein. Wird der Querbalken A1 gegenüber dem Stützpfosten A2 gedreht und gegen
ein an einer Seite des Querbalkens A1 befindliches Federelement 30 gedrückt, wird
das an der anderen Seite des Querbalkens A1 befindliche Federelement 30 gezogen,
wodurch eine erhöhte
Steifheit zwischen dem Querbalken A1 und dem Stützpfosten A2 weiterhin gewährleistet
ist.
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Die
Anzahl der beim drehbaren Feinstellmechanismus eingesetzten Feststellbolzen 20 soll
nicht auf vier bzw. acht beschränkt
sein. Unter der Bedingung, dass der Querbalken A1 beidseitig mit
Federelementen 30 versehen ist, sind zwei oder mehr als zwei
Stücke
beim erfindungsgemäßen drehbaren Feinstellmechanismus
verwendbar.
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Die
Federelemente 30 sollen nicht auf die in der Zeichnung
dargestellten Feder beschränkt
sein. Andere verformbare, Rückstellkraft
besitzende Gegenstände
wie Metall- oder Kunststofffederblätter oder elastische Gummistücke sind
ebenfalls für
die Erfüllung
von erfindungsgemäßen Wirkungen
denkbar. Darüber
hinaus können
die Federelemente 30 durch druckspeichernde Rückstelleinrichtungen
wie Pneumatik- oder Hydraulikzylinder ersetzt werden, die ebenfalls
für die
Steigerung der Steifheit zwischen dem Querbalken A1 und dem Stützpfosten
A2 sorgen können.
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- A
- Doppelantriebs-/Parallelbewegungs-Positionierplattform
- A1
- Querbalken
- A2
- Stützpfosten
- A3
- Motor
- A4
- Stützstück
- B
- Linearantrieb
- 10
- Positionierzapfen
- 20
- Feststellbolzen
- 30
- Federelement