DE1193768B - Bohrkopf, insbesondere fuer Koordinaten-bohrmaschinen - Google Patents
Bohrkopf, insbesondere fuer Koordinaten-bohrmaschinenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
B 23 b
Deutsche Kl.: 49 a-39/03
Nummer: 1193 768
Aktenzeichen: S 662511 b/49 a
Anmeldetag: 14. Dezember 1959
Auslegetag: 26. Mai 1965
Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmaschinen, mit
einem Bohrkopfgehäuse, das einen Halter zum Befestigen an der Spindel aufweist, und einem im Bohrkopfgehäuse
radial zur Spindelachse verschiebbaren Schlitten als Meißelhalter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Bohrköpfen die exakte Einstellung des
Meißelhalters zu verbessern und zu vereinfachen. Dazu kennzeichnet sich die Erfindung durch einen
Servoantrieb im Bohrkopf zum Einstellen der Radialposition des Schlittens und durch eine Digitalsteuereinrichtung
für den Servoantrieb.
Die Zeichnungen veranschaulichen schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Koordinatenbohrmaschine;
es zeigt
F i g. 1 den Bohrkopf in der Seitenansicht und im Senkrechtschnitt,
F i g. 2 eine Draufsicht auf den Bohrkopf nach F i g. 1 von unten, ao
F i g. 3 eine Seitenansicht mit dem zu bearbeitenden Werkstück im Schnitt und
F i g. 4 ein Blockschaltbild des Servoantriebes.
In den Zeichnungen bedeuten 10 und 11 die Spindelhülse und die Spindel der Koordinatenbohrmaschine.
Der Bohrkopf weist nach Fig. 1 ein Bohrkopfgehäuse
12, einen Schlitten 13 für den Meißel und einen Servoantrieb auf, von dem bestimmte Teile
im Gehäuse 12 enthalten sind. Dieser Servoantrieb stellt die Radialposition des Schlittens 13 entsprechend
den Befehlen einer Digitalsteuereinrichtung automatisch ein.
Das Bohrkopfgehäuse 12 ist an der Spindel 11 mit Hilfe einer Konuskupplung befestigt, deren Spannglieder
nicht dargestellt sind. Der von Rollen geführte Schlitten 13 ist in einem sich quer über das
Gehäuse erstreckenden Führungsbett 14 von rechteckigem Querschnitt verstellbar, das in die Unterseite
des Gehäuses 12 eingearbeitet ist.
Die Bewegungen, des Schlittens 13, der einen Bohrmeißel
15 trägt, werden von einer Präzisionsmikrometerschraube 16 gesteuert, deren Gewindeganghöhe
1 mm beträgt. Wenn sich die Schraube, die in den am horizontalen Teil des Führungsbettes befestigten
Lagern 17 axial unverrückbar gehalten ist, dreht, dann verschiebt sich der Meißel 15 in radialer Richtung.
Jedes der beiden Schraubenenden trägt ein Ritzel 18,19. Die Ritzel bilden jeweils das erste und
letzte Rad zweier Räderketten, welche an der Stirnseite des Gehäuses 12 angeordnet sind. Das erste
Rad der ersten Kette ist auf die Welle eines Elektro-
Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmasohdnen
Anmelder:
Societe Genevoise d'Instruments de Physique,
Genf (Schweiz)
Vertreter:
Dr. J. Schüder, Dr. F. Hadenfeldt, Dr. H. Daube und H. Lienau, Rechtsanwälte,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 17
Als Erfinder benannt:
Andre Mottu, Genf Schweiz)
Andre Mottu, Genf Schweiz)
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Dezember 1958 (67 862)
motors 20 aufgekeilt, an den ein Tachodynamo 21 angekuppelt ist. Das letzte Rad der zweiten Kette
ist auf die Achse einer ersten Gebermaschine 22 aufgekeilt, die über ein Untersetzergetriebe 40 mit einer
zweiten Gebermaschine 41 verbunden ist. Der Rotor des Gebers 22 läuft mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Schraube 16 um, während der Rotor des Gebers 41 eine volle Drehung macht, wenn der
Schlitten 13 von der einen in die andere Endlage wandert.
Alle erwähnten Antriebsglieder drehen sich um parallelliegende Achsen und sind durch zwei Kästen
23 abgedeckt, die das Gehäuse 12 umgeben. Die Antriebsglieder 20, 21 einerseits und 22, 40 und 41
andererseits liegen diametral zu beiden Seiten der Spindeln, so daß sich der Meißelhalter stets in
einem guten dynamischen Gleichgewicht befindet.
Die Anschlüsse des Motors 20, des Tachodynamos 21 und der Geber 22 und 41 sind an Schleifringen
gelagert, welche auf einen zylindrischen Ansatz des Gehäuses 12 aufgezogen sind und zum Kollektor 24
gehören, der seinerseits an einer Stelle 25 der Spindelhülse befestigt ist.
Der Servoantrieb gemäß F i g. 4 besteht aus dem Motor 20 und den als Stellungsanzeiger dienenden
Gebermaschinen 22 und 41. Der Geber 41 liefert ein Signal X, welches der Zahl der vollen Millimeter
der Ist-Stellung des Schlittens 13 entspricht. Der zweite Geber 22 liefert ein Signal Y, welches dem
Millimeterbruchteil der Ist-Stellung entspricht.
509 577/132
Der Servoantrieb besitzt ferner einen Sollwertgeber 26, der ein der Soll-Stellung des Schlittens 13
entsprechendes Signal in dekadischer Zählung erhält. Er liefert ähnlich wie die Geber 22 und 41 zwei
Signale X1, Y1, welche die Soll-Stellung des Schlittens
angeben. Die erwähnten Signale Y, X, X1 und Y1
werden einer Soll-Ist-Vergleichseinheit 27 zugeführt, welche ein der Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert
entsprechendes Fehlersignal auf den Verstärker 28 gibt. Dieser verstärkt das Fehlersignal und
beeinflußt damit den Motor 20 derart, daß sich dessen Rotor im einen oder anderen Sinne dreht.
Schließlich weist der Servoantrieb noch einen zweiten Aktionskreis auf, der den Tachodynamo 21 enthält.
Dieser liefert an den Verstärker 28 ein Signal, welches die Größe des Ausgangssignals des Verstärkers
auf konstanter Höhe hält und die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 13 steuert. Nicht
dargestellte Mittel, die das Verhalten des Tachodynamos beeinflussen, gestatten die Vorschubgeschwindigkeit
des Schlittens zu ändern.
Die 1 Digitalsteuereinrichtung des Servoantriebes besitzt einen Lochstreifen 29, der an einem Abtaster
30 entlanggeführt wird. Der Streifen ist mit binär verschlüsselten Positionsbefehlen für den Meissel 15
versehen. Der Abtaster gibt die Befehle an eine Übersetzerstufe 31, die sie in dekadische Befehle umformt.
Die umgeformten Befehle gelangen schließlich zum obenerwähnten Sollwertgeber 26.
Der Servoantrieb erhält somit seinen Einstellbefehl vom Lochstreifen 29 über die Glieder 30, 31. Bei
jedem Befehl bestimmt der Streckenunterschied d zwischen der Soll- und Ist-Stellung des Schlittens 13
das Fehlersignal an den Ausgangsklemmen der Vergleichseinheit 27. Durch das Fehlersignal wird der
Rotor des Motors 20 in solchem Sinne verstellt, daß der Schlitten 13 sich in die Soll-Stellung verschiebt.
Sobald d zu Null wird, verschwindet das Fehlersignal, und der Schlitten 13 wird stillgesetzt.
Die in F i g. 4 dargestellten verschiedenen Elemente sind an sich bekannt und daher im einzelnen nicht
näher dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß die Soll-Ist-Vergleichseinheit 27 eine Anzeigelampe besitzt,
die zu leuchten beginnt, wenn das Fehlersignal verschwindet. Ferner gestatten zwei Druckknöpfe,
den Lochstreifen 29 an- oder abzuschalten. Die Glieder 26 bis 31 können in einem einzigen Gehäuse
untergebracht sein.
Im folgenden sei die Arbeitsweise des Servoantriebes für den Fall der Bearbeitung des in F i g. 3
dargestellten Werkstückes A beschrieben. Das Werkstück besitzt die beiden koaxialen Öffnungen mit
dem Durchmesser Ct1' Und a2', die auf einen Durchmesser
von Ci1 und a2 vergrößert werden sollen. Der
entsprechende Lochstreifen besitzt eine erste Serie von Perforationen für den Durchmesser Ct1 und eine
zweite Serie von Perforationen für den Durchmesser a2.
Nachdem die Bedienungsperson das Gehäuse 12 an der Spindel 11 und das Werkstück A auf dem
Maschinentisch befestigt hat, bringt sie die Achse der vorbearbeiteten Bohrungen mit der Achse der
Bohrspindel in Deckung. Dann wird der Lochstreifen eingestellt, der Bohrspindelantrieb eingeschaltet und
die Automatik wie folgt betätigt: Mit Hilfe der erwähnten Druckknöpfe am Lochstreifengerät 29 läßt
die Bedienungsperson die erste Serie der Perforationen des Streifens am Abtaster vorbeilaufen. Hierdurch
wird eine Verstellung des Schlittens 13 bewirkt, die zur Folge hat, daß die Werkzeugspitze eine dem
AufbohrradiusM1 entsprechende Stellung einnimmt.
Steht das Werkzeug in dieser Stellung, wobei die Spindel dreht oder stehen kann, entriegelt die Bedienungsperson
die Vorschubeinrichtung für die Spindelhülse 10, schaltet sie auf Vorschub nach unten um und stellt die geeignete Geschwindigkeit
ein. Dann wird die erste Öffnung des Werkstückes auf den Durchmesser U1 aufgebohrt.
Nach Beendigung des Bohrvorganges läßt man die Spindelhülse mit Spindel nach oben zurücktreten und
durch Betätigen der erwähnten Druckknöpfe die zweite Perforationsserie am Abtaster 30 entlanglaufen.
Der Wagen läuft nunmehr in die dem Bohrungsdurchmesser a2 entsprechende Stellung, so daß
die zweite Öffnung des Werkstückes aufgebohrt werden kann.
Entgegen der in den Zeichnungen dargestellten Unterbringung des Antriebsmotors 20, des Tachodynamos
21 und der Gebermaschinen 22 und 42 im Gehäuse 12 können diese Teile auch im oberen Teil
des Spindelkastens eingebaut werden. In diesem Falle werden die notwendigen Verbindungen zwischen den
genannten Teilen und dem Schlitten durch mechanische Glieder in der Spindel hergestellt.
An Stelle eines Lochstreifens können auch Lochkarten, beispielsweise für die jeweilige Schlittenstellung,
verwendet werden. Ferner können die Befehle auch magnetisch oder auf andere Weise aufgezeichnet
sein.
Claims (4)
1. Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmaschinen, mit einem Bohrkopfgehäuse, das
einen Halter zum Befestigen an der Spindel aufweist, und einem im Bohrkopfgehäuse radial zur
Spindelachse verschiebbaren Schlitten als Meißelhalter, gekennzeichnet durch einen Servoantrieb
im Bohrkopf zum Einstellen der Radialposition des Schlittens (13) und durch eine Digitalsteuereinrichtung
für den Servoantrieb.
2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (20) und der Stellungsanzeiger
(22, 41) des Servoantriebs im Bohrkopfgehäuse (12) diametral einander gegenüberliegend
angeordnet sind.
3. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsanzeiger aus zwei
Gebermaschinen (22,41) besteht, die über ein Untersetzungsgetriebe (40) miteinander in Antriebsverbindung
stehen.
4. Bohrkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motor (20) des
Servoantriebes mechanisch ein Tachodynamo (21), der elektrisch auf einen Verstärker (28) zum
Steuern der Vorschubgeschwindigkeit des Meißelhalterschlittens (13) geschaltet ist, gekuppelt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 577/132 5.65 © Bundesdruckerei Berlin
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