DE10344450B4 - Vorrichtung zur mechanischen Überarbeitung oder zur Kontrolle von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung oder zur Kontrolle von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine (10) mit Maschinenbett und Werkstückträger, mit einem beweglichen Support (1) mit einem Werkzeughalter (16), wobei zumindest ein Signalgeber (3) vorgesehen ist, der ein im wesentlichen parallel zur Bearbeitungs- oder Messebene (13) ausgerichtetes, lineares Primärsignal (7) erzeugt, und zumindest einen Signalempfänger (4) am Support (1) für jedes Primärsignal (7), der geeignet ist, Lageabweichungen des Supports (1) von dem Primärsignal (7) zu erfassen und in ein Sekundärsignal umzuformen, dessen Amplitude zur Größe der Abweichung im Verhältnis steht sowie einen signalbetätigbaren, motorisch angetriebenen Stellantrieb (5), der den Werkzeughalter (16) am Support (1) relativ zu dem Primärsignal (7) verschiebt, bis ein jedes Sekundärsignal zu Null wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (3) und die Supportführung (15) getrennt voneinander angeordnet sind.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
• Die Bearbeitung von Werkstücken wird mit immer höheren Anforderungen durchgeführt, dabei wird insbesondere auf höchste Genauigkeit geachtet. Dieses bereitet insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn besonders lange Werkstücke zu bearbeiten sind und gegebenenfalls Werkstückhalter und Werkzeughalter kein gemeinsames Maschinenbett haben. In diesem Fall ist es erforderlich, dass die Bearbeitungs- oder Messebene ständig nachkontrolliert und der Werkzeughalter ständig nachjustiert wird. Eine solche Maßnahme ist auch dann notwendig wenn das Maschinenbett durch geringfügige Unebenheiten des Aufstellungsortes oder auch andere Ursachen geringfügig verzogen ist.
• Die Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist aus der DE 196 30 205 A1 bekannt. Der dabei zur Anwendung gelangende Optikblock und das Maschinengestell sind mit einander verbunden. Belastungsbedingte Verformungen des Maschinengestells können sich dadurch auf die Ausrichtung des Optikblocks auswirken und Fehlmessungen zur Folge haben.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die mechanische Bearbeitung beziehungsweise Kontrolle von Werkstücken mit höchster Genauigkeit durchgeführt werden kann. Vor allem bei Werkzeugmaschinen in Leichtbauweise bei denen elastische Verformungen des Maschinenbettes durch das Werkstückgewicht oder die Bearbeitungskräfte verursacht werden können, soll eine automatische Kompensation erfolgen.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte weitere Ausbildungen des Erfindungsgedankens dar.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird von dem Signalgeber ein lineares Primärsignal erzeugt, dass von einem Signalempfänger am Support empfangen wird und das durch die räumliche Trennung des Signalgebers von der Führung des Supports unabhängig von belastungsbedingten Deformierungen des Maschinenbettes ist. Der Signalempfänger stellt Lageabweichungen des am Maschinenbett geführten Supports fest und übermittelt diese an einen mit dem Support verbundenen Stellantrieb, durch den der Werkzeughalter so verschoben wird, dass das Werkzeug beziehungsweise das Messwerkzeug ständig in der Bearbeitungs- beziehungsweise Messebene verbleibt. Die neue Vorrichtung erlaubt eine ständige Nachführung des Werkzeugshalters in Abhängigkeit von Abweichungen, verursacht durch die Führung des Supports beziehungsweise des Maschinenbetts an dem die Führung des Supports befestigt ist. Jede geringfügige Abweichung wird sofort dem Stellantrieb übermittelt, der eine entsprechende Verschiebung des Werkzeughalters vornimmt, so dass das Werkzeug selbst immer in der Bearbeitungsbeziehungsweise Messebene verbleibt.
• Der Signalgeber selbst wird am Anfang der Supportführung angeordnet. Er wird bevorzugt durch einen Laserstrahlgeber gebildet. Der Laserstrahl wird am Signalempfänger aufgenommen, der Lageabweichungen des Supports erfasst und als Sekundärsignal dem Stellantrieb oder auch einer besonderen dafür vorgesehenen Regelung zuführt, welche den Werkzeughalter entsprechend verschiebt.
• Anhand eines in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.
• Die Figur zeigt in schematischer Form eine Werkzeugmaschine 10 von der lediglich die Werkstückträger 11 dargestellt sind, mit einem nicht näher dargestellten Werkstück, dessen Drehachse mit 12 bezeichnet ist. Die Bearbeitungs- oder Messebene des Werkstücks 13 ist gestrichelt eingezeichnet. Das Maschinenbett 14 ist mit einer Führung 15 für den Support 1 versehen, an dem der Werkzeughalter 16 mit dem Werkzeug 2 angebracht ist. Der Werkzeughalter 16 ist, wie mit dem Pfeil 17 angedeutet, senkrecht zur Bearbeitungsebene 13 verschiebbar. Am Support 1 ist außerdem der Signalaufnehmer 4 angebracht, der mit dem Signalgeber 3 zusammenwirkt. Als Signalgeber wird ein Laserstrahlgeber verwendet, der mit dem Rückspiegel 18 gekoppelt ist. Eine Regelung 6 kann gesondert neben der Werkzeugmaschine 10 angebracht sein. Möglich ist aber auch die Regelung 6 direkt am Support 1 unterzubringen. In der Figur ist die Supportführung 15 in einer übertriebenen Auswölbung eingezeichnet, um die Wirkungsweise der Vorrichtung darzustellen. Für den Bearbeitungsvorgang wird an der Werkzeugmaschine der Support 1 in an sich bekannter Weise ausgerichtet zum Werkstück in Längsrichtung bewegt. Zu Beginn der Bearbeitung ist der vom Signalgeber 3 ausgesendete Laserstrahl 7 mit dem Spiegelsystem 18 und dem Signalempfänger 4 auf Null ausgerichtet. Sobald der Support 1 durch seine Führung 15 von der vorgegebenen Nullstellung abweicht, wird diese Abweichung im Signalempfänger 4 aufgenommen und der Regelung 6 mitgeteilt. In Abhängigkeit von diesem Signal wird der Werkzeughalter 16 und so damit auch das Werkzeug 2 so verschoben, dass das Werkzeug 2 immer in der Bearbeitungsebene verbleibt. Auch dann, wie gestrichelt in der Figur gezeigt, wenn der Support 1 eine starke Abweichung von der ursprünglichen Nulllage einnimmt. In diesem Fall ist der Werkzeughalter 16 vollständig in den Support eingezogen. Das Werkzeug 2 selbst befindet sich jedoch weiterhin in der Bearbeitungsebene.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung oder zur Kontrolle von Werkstücken an einer Werkzeugmaschine (10) mit Maschinenbett und Werkstückträger, mit einem beweglichen Support (1) mit einem Werkzeughalter (16), wobei zumindest ein Signalgeber (3) vorgesehen ist, der ein im wesentlichen parallel zur Bearbeitungs- oder Messebene (13) ausgerichtetes, lineares Primärsignal (7) erzeugt, und zumindest einen Signalempfänger (4) am Support (1) für jedes Primärsignal (7), der geeignet ist, Lageabweichungen des Supports (1) von dem Primärsignal (7) zu erfassen und in ein Sekundärsignal umzuformen, dessen Amplitude zur Größe der Abweichung im Verhältnis steht sowie einen signalbetätigbaren, motorisch angetriebenen Stellantrieb (5), der den Werkzeughalter (16) am Support (1) relativ zu dem Primärsignal (7) verschiebt, bis ein jedes Sekundärsignal zu Null wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (3) und die Supportführung (15) getrennt voneinander angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (3) am Anfang der Supportführung (15) angebracht ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärsignal (7) ein Laserstrahl ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Signalgeber (3), Signalempfänger (4) und Stellantriebe (5) zusammenwirkend vorgesehen sind.