DE1427690B2 - Antriebsvorrichtung fuer die vorschubbewegung eines werkzeugtraegers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Vorschubbewegung eines Werkzeugträgers mit jeweils einem programmgesteuerten Vorschubantrieb für jede der beiden Hauptrichtungen der Ebene, wobei die Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen in zwei Gruppen gegliedert sind, von denen die erste, den Werkzeugträger enthaltende Gruppe unmittelbar von den programmgesteuerten Antrieben aus bewegbar ist, während die zweite Gruppe der ersten durch einen Nachlaufmotor nachführbar ist, der durch zwei von einem Bauteil der ersten Gruppe betätigbare, die Bewegungsrichtung bestimmende Kontakte schaltbar ist.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Vorrichtungen zum Antrieb eines Werkzeugträgers in zwei Richtungen der Ebene Bezug, wie er in der französischen Patentschrift 1 261 462 beschrieben ist. Dort sind in einer ersten Richtung ein Steuerwagen, ein Schlitten und eine Brücke auf Schienen verschiebbar. Der Steuerwagen bewegt den Schlitten mit der Brücke in Richtung der Schienen, solange der Abstand des Steuerwagens vom Schlitten einen durch Kontakte vorgegebenen Mindestabstand bzw. Maximalabstand nicht unterschreitet bzw. nicht überschreitet. Bei Erreichen des Mindestabstandes bzw. des Maximalabstandes wird der Steuerwagen dem Schlitten nachgeführt. Mit der Brücke ist der Werkzeugträger in Richtung senkrecht zu den Schienen verschiebbar.

ίο Bei dieser bekannten Vorrichtung haben der Schlitten und die Brücke eine relativ große Masse. Dies hat den Nachteil, daß die Antriebe relativ groß dimensioniert werden müssen und daß trotzdem größere Beschleunigungen des Werkzeugträgers in Richtung der Schiene nicht möglich sind. Das beeinträchtigt die Arbeitsgeschwindigkeit und die Bearbeitungsgenauigkeit.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der die mit dem Werkzeugträger translatorisch zu bewegenden Teile insgesamt ein geringes Trägheitsmoment aufweisen und bei der mit möglichst klein dimensionierten Antrieben große Arbeitsgeschwindigkeit und hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die den Werkzeugträger enthaltende erste Gruppe der Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen allein die zur Übertragung der Antriebskraft von den programmgesteuerten Vorschubantrieben auf den Werkzeugträger unbedingt notwendigen Teile umfaßt, die mit möglichst kleinen Abmessungen und geringen Massen versehen sind, und daß die mittels Nachlaufmotor nachgeführte zweite Gruppe der restlichen Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen Trag- und Führungsteile einschließt, durch die der Verstellbereich des Werkzeugträgers bestimmt ist.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung hat den Vorteil, daß mit relativ klein dimensionierten Antrieben die erste Gruppe der Antriebs- und Verstelleinrichtungen einschließlich des Werkzeugträgers mit großer Geschwindigkeit sowie Beschleunigung bewegt werden können, ohne daß große Abweichungen des Werkzeuges von einer vorgegebenen Bahn zu befürchten sind. Dabei kann die mittels Nachlaufmotor nachgeführte zweite Gruppe der restlichen Antriebseinrichtungen bzw. Verstelleinrichtungen relativ langsam bewegt werden, ohne daß die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugträgers beeinträchtigt wird.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Zeichenmaschine mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in Aufsicht,

Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 in Vorderansicht,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform in Aufsicht, F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 3,

Fig. 5 eine Kontaktanordnung nach Fig. 4,
F i g. 6 ein Schaltbild für die Kontaktanordnung nach F i g. 5,

F i g. 7 eine dritte Ausführungsform in Aufsicht, F i g. 8 einen Ausschnitt aus F i g. 7 in abgewandelter Ausführung,

F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Nachlaufantriebes,

selbst in y-Richtung verschieben. An dieser Verschiebung nimmt der Werkzeugträger 2 über die Gleitlager 11 teil. Die Spindel 12 a wird durch ein Getriebe 15 angetrieben, das gleichartig mit dem Getriebe 19 ist.

Auch für die Bewegungen in y-Richtung ist außer dem Getriebe 15 noch ein zweites Getriebe vorgesehen, wobei die Bewegungen beider Getriebe durch ein Summiergetriebe summiert werden. Das

Fig. 10 ein Schaltbild für den Antrieb nach Fig. 9,

Fig. 11 eine andere Ausführungsform eines Nachlaufantriebes in schematischer Darstellung,

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform eines mechanisch gesteuerten Nachlaufantriebes.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist über einem feststehenden Zeichenbrett 1 eine Platte als Werkzeugträger 2 angeordnet, welche als Werkzeuge

vier Zeichengeräte 3 a bis 3d trägt. Die Zeichen- io Summiergetriebe ist hier dadurch gebildet, daß außer geräte können wahlweise in später beschriebener den Spindeln 12 α bzw. 12 b auch die an der Schiene Weise zur Funktion gebracht werden. Die Platte ist 10 gelagerten Muttern 29 a bzw. 29 b angetrieben in einem Führungsrahmen 4 in y-Richtung gleitend werden. Dieser Antrieb wird von der zweiten Hälfte geführt, der seinerseits an einem Bolzen 5 schwenk- des Getriebes 30 mit der Welle 32 hergeleitet und bar gelagert ist. Dadurch erhält der Führungs- 15 über die Steueranschlüsse 32a, 32 b, 32 c gesteuert, rahmen 4 ein geringes Schwenkspiel gegenüber einem Die Welle 32 wirkt über Stirnzahnräder auf ein brei-Schlitten 6, in dem der Bolzen 5 befestigt ist. Der tes Zahnrad 34 a ein, das mit einem Zahnrad 35a Schlitten 6 ist in ^-Richtung verschiebbar auf einer auf der Mutter 29 a im Eingriff steht. Die gleichen Brücke 7 angeordnet und trägt eine Mutter 9, die Verhältnisse liegen auch bei der Mutter 29 b mit den mit einer auf der Brücke 7 gelagerten Spindel 8 zu- 20 Zahnrädern 34b und 35b vor; beide Muttern sind sammenwirkt. Durch Drehen der Spindel 8 läßt sich durch eine Welle 35 miteinander gekuppelt. Demalso der Schlitten 6 in x-Richtung verschieben, wobei zufolge wirkt sich auch der Antrieb durch das Geer durch den Führungsrahmen 4 die Platte — also triebe 15 und durch die Welle 32 summarisch als den Werkzeugträger 2 — in x-Richtung mitnimmt. genau bemessene Parallelverschiebung der Schiene 10 Diese Platte gleitet dabei auf einer Schiene 10 mittels 25 in y-Richtung aus.

zweier Gleitlager 11, die sehr genau gearbeitet sind, Das Getriebe 30 und alle Verbindungsteile bis zu

so daß die Platte stets parallel zu sich selbst bleibt. den Zahnrädern 34 a und 346 sind auf der Brücke 7

Für den Antrieb der Spindel 8 sind zwei Getriebe gelagert, die unabhängig von der Schiene 10 ver-19 und 30 (Steuergetriebe) vorgesehen, die gemein- schiebbar ist, weshalb die Zahnräder 34 α und 34 & sam auf ein Summiergetriebe einwirken, an welches 30 breit ausgeführt sind, um bei gegenseitiger Verschiedie Spindel 8 über Kegelräder 16 angeschlossen ist. bung von Brücke 7 und Schiene 10 in y-Richtung Das Summiergetriebe ist als Planetenradgetriebe aus- den Eingriff in die Zahnräder 35 α bzw. 35 b aufgebildet, dessen Sonnenrad 33 α über Stirnzahnräder rechtzuerhalten.

18,18 a mit einer Vierkantwelle 17 in Verbindung Die Brücke 7 gleitet auf Schienen 20 α, 20 b und

steht. Das Planetenradgetriebe und die Stirnzahnräder 35 ist über Seilzüge 21 α, 21 & und Seilrollen 23 a, 23 b 18,18 a sind auf der Brücke 7 gelagert, die Vierkant- mit einer Welle 22 verbunden, die über Zahnräder 24 welle 17 dagegen unabhängig von der Brücke 7, bei- von einem Motor 25 angetrieben wird. Der Motor spielsweise im Gestell des Zeichentisches, so daß sie 25 wird auf Rechts- oder Linkslauf durch zwei Konan den Bewegungen der Brücke 7 nicht teilnimmt. takte 26 geschaltet, die mit einem gewissen Abstand Die Verbindung des Zahnrades 18 und der Vierkant- 40 voneinander auf der Brücke 7 angeordnet sind. Zur welle 17 ist deshalb drehfest, aber axial frei. Ihren Betätigung der Kontakte ist an dem Lager 28 α der Antrieb erhält die Vierkantwelle durch das pro- Schiene 10 eine Nase 27 vorgesehen. Diese Anordgrammgesteuerte Getriebe 19. Das andere Sonnen- nung stellt einen Nachlaufantrieb dar, durch welchen rad 33 b des Summiergetriebes wird durch eine Welle bei Verschiebung der Schiene 10 in v-Richtung, die, 31 eines Getriebes 30 (Doppelgetriebe) angetrieben, 45 wie beschrieben, mit großer Präzision durch die Gedas seinerseits in längsverschieblicher Verbindung triebe 15 und 30 erfolgt und den Werkzeugträger 2 mit einer Antriebswelle 30 a steht, die ebenfalls im aus dem Führungsrahmen 4 mehr oder weniger Gestell des Zeichentisches gelagert ist. Für die Schal- herauszieht oder in ihn hineinschiebt, die Brücke 7 tung der Welle 31 des Doppelgetriebes 30 sind absatzweise den Bewegungen der Schiene 10 nach-Steueranschlüsse 31a, 31b, 31c vorgesehen. Weitere 50 geführt wird, sobald durch die Nase 27 einer der Einzelheiten dieses Getriebes 30 wie auch des gleich- beiden Kontakte 26 geschlossen wird,
artigen Getriebes 19 brauchen nicht erläutert zu Die Antriebseinrichtungen und die Verstelleinrich-

werden, da derartige programmgesteuerte Getriebe, tungen zur Verschiebung des Werkzeugträgers 2 sind durch welche der Abtriebwelle eine genau bemessene in zwei Gruppen gegliedert. Die erste Gruppe entDrehzahl verliehen wird, bekannt sind. Beide Ge- 55 hält den plattenartigen Werkzeugträger 2, die triebe 19 und 30, von denen das eine 19 für große Zeichengeräte 3a, 3b, 3c, 3d als Werkzeuge, die und das andere 30 für kleine Stellwege ausgebildet Schiene 10, die Lager 28 α, 28 b, die Muttern 29 α, ist, wirken über das Planetengetriebe zusammen und 29 b und die Zahnräder 35 α, 35 b. Es sind dies die erteilen dem Schlitten 6 eine genau bemessene Ver- zur Übertragung der Antriebskraft von den proschiebung in ^-Richtung, an der die Platte (Werk- 60 grammgesteuerten Vorschubantrieben (das Getriebe zeugträger 2) mit gleicher Genauigkeit teilnimmt. 15 und ein Teil des Getriebes 30) auf den Werkzeug-

Die Schiene 10 besitzt an ihren Enden je ein träger 2 unbedingt notwendigen Teile, die möglichst Lager 28 a und 28 δ für Muttern 29 a und 29 b, kleine Abmessungen haben und geringe Massen, so welche mit Gewindespindeln 12 a bzw. 12 b zusam- daß auch rasche Verstellungen der Zeichengeräte 3 α, menarbeiten. Die beiden Gewindespindeln 12a und 65 3b, 3c, 3d mit geringen Kräften bei hoher Genauig- b sind über Kegelräder 14 und eine Welle 13 spiel- keit möglich sind.

frei miteinander gekuppelt, so daß sie genau syn- Die zweite Gruppe umfaßt die restlichen Antriebs-

chron laufen und die Schiene 10 parallel zu sich und Verstelleinrichtungen, insbesondere den Schiit-

ten 6 und die Brücke 7 mit der Spindel 8, die Zahnräder 18,18 a, das Getriebe 30 mit der Welle 32 und alle mit ihr verbundenen Verbindungsteile bis zu den Zahnrädern 34 a bzw. 34 b und die Welle 35. Diese Antriebseinrichtungen und Verstelleinrichtungen der zweiten Gruppe werden mittels des Nachlaufmotors 25 in y-Richtung nachgeführt. Einige dieser nachgeführten Teile besitzen eine große Masse, was jedoch nicht stört, da diese Teile relativ langsam nachgeführt werden.

Aus F i g. 1 ist auch ersichtlich, daß jeder der programmgesteuerten Vorschubantriebe zwei Teilgetriebe aufweist. So ist für die x-Richtung das Teilgetriebe 19 und der Teil des Getriebes 30 vorgesehen, der über die Welle 31 wirkt. Für die y-Richtung ist das Teilgetriebe 15 vorgesehen und der Teil des Getriebes 30, der über die Welle 32 wirkt. Für die .r-Richtung bzw. für die y-Richtung ist das Teilgetriebe 19 bzw. das Teilgetriebe 15 für große Stellwege ausgebildet und ortsfest gelagert. Dagegen sind die Teilgetriebe des Getriebes 30 für kleine Stellwege ausgebildet und auf der Brücke 7 gelagert. Dabei werden die Stellbewegungen der *-Teilgetriebe dem Summiergetriebe zugeleitet, das über die Spindel 8 mit dem Werkzeugträger 2 verbunden ist. Ferner werden die y-Stellbewegungen beider Teilgetriebe unter Verwendung der Teile 34 a, 29 a, 28 a, 12 a vereinigt und unter Verwendung der Schiene 10 werden diese Stellbewegungen dem Werkzeugträger 2 übermitelt.

Zur wahlweisen Betätigung der vier Zeichengeräte 3 a bis 3 a" sind auf dem Schlitten 6 vier Elektromagnete 40a bis 4Od angebracht (Fig. 1 und 2). Wird einer dieser Magnete erregt, wie der Magnet 40 c in Fig. 2, so schiebt der angezogene Anker 41 über einen auf der Platte 2 gelagerten Winkelhebel 42 das zugehörige Zeichengerät 3 c entgegen der Kraft einer Feder 44 nach unten aus seiner Führung 43 c bis auf das Zeichenbrett 1 heraus. Beim Wechseln des Zeichengerätes wird durch die Getriebe (30) eine Korrekturbewegung der Platte 2 in x- und/oder y-Richtung herbeigeführt, so daß das neue Zeichengerät genau an die Stelle gelangt, an der sich das zuvor benutzte befunden hatte.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist wiederum ein Doppelgetriebe 58/59 vorgesehen, das mit seinem Getriebeteil 58 über zwei miteinander gekuppelte Gewindespindeln 54 und 55 eine Schiene 52 in x-Richtung verschiebt und mit seinem Getriebeteil 59 über zwei miteinander gekuppelte Gewindespindeln 56 und 57 eine Schiene 53 in y-Richtung verschiebt. Durch die Stellungen der beiden Schienen 52 und 53 ist die Stellung eines Schlittens 50 (Werkzeugträger) bestimmt, der mit den Schienen durch Gleitlager verbunden ist und sich daher stets im Kreuzungspunkt der Schienen befindet. Auf ihm ist als Werkzeughalter die Platte 51 mit einem Werkzeug befestigt.

Auch aus den F i g. 3 und 4 ist ersichtlich, daß die erste Gruppe der Antriebseinrichtungen und Verstelleinrichtungen nur jene unbedingt notwendigen Teile umfaßt, die mit möglichst kleinen Abmessungen und geringen Massen versehen sind. Es sind dies für die ^-Richtung die Schiene 52, ferner der Schlitten 50 und die Platte 51. Für die y-Richtung sind dies die Schiene 53 und ebenfalls der Schlitten 50 und die Platte 51 mit ,den die Werkzeuge darstellenden Zeichengeräten. Außer dieser ersten Gruppe von Bauteilen ist eine zweite Gruppe von Bauteilen vorgesehen. Zu der gehören die Brücke 61, der Schlitten 60, der Seilzug 66 und der Motor 68. Diese Gruppe von teilweise relativ schweren Bauteilen wird durch eine Nachlaufsteuerung bewegt. Die Brücke 61 gleitet auf Schienen 69 und ist durch zwei Seilzüge 62 und 63 mit einer Welle 64 verbunden und wird durch den Motor 65 in y-Richtung verstellt.

Führt man die Nachlaufsteuerung in der gleichen Weise wie gemäß Fig. 1 durch Grenzkontakte aus, so sind hier auf dem Schlitten 60 vier Grenzkontakte vorzusehen, und zwar je ein Kontaktpaar für die x-Richtung und für die y-Richtung sowie ein Betätigungsglied für diese Kontaktpaare, das auf dem Schlitten 50 befestigt ist. In F i g. 3 ist diese Kontaktvorrichtung durch eine strichpunktierte Linie 70 angedeutet. Eins dieser Kontaktpaare schaltet den Motor 65, das andere den Motor 68, jeweils in Rechts- oder Linkslauf, wodurch die Brücke 61 in y-Richtung bzw. der Schlitten 60 in x-Richtung bewegt wird.

Bei einer anderen Ausführungsform nach Fig. 4, deren Bauteile, soweit sie mit denen der Fig. 3 übereinstimmen, nur teilweise dargestellt sind, ist der Werkzeughalter 51 nicht fest auf dem Schlitten 50 angeordnet, sondern auf einem Träger 72, welcher in y-Richtung in einem Führungsteil 71 verschiebbar ist. Der Führungsteil seinerseits ist in ^-Richtung auf einer Spindel 50 a in dem Schlitten 50 verschiebbar gelagert. Zum Antrieb des Trägers 72 dient ein Feingetriebe 77, das auf dem Schlitten 60 befestigt ist und dessen Abtriebswellen 75 und 76 als Schiebewellen ausgebildet sind, so daß der Abstand zwischen den Schlitten 60 und,50 in y-Richtung sich ändern kann. Die Abtriebwelle 75 betätigt über Kegelräder 73 die Spindel 50 a und bewirkt die Verschiebung des Führungsteiles 71 und des Trägers 72 in x-Richtung, während die Abtriebwelle 76 über eine kurze Spindel 74 den Träger 72 in y-Richtung vorschiebt — beide Bewegungen gegenüber dem Schlitten 50. Damit die Schlitten 60 und 50 auch Relativbewegungen in x-Richtung ausführen können, sind die Abtriebwellen mit je einem Kardangelenk 75 α und 76 α versehen.

Die Bewegungen des Werkzeughalters 51 und damit des Werkzeuges selbst gegenüber der Zeichenebene oder gegenüber dem Werktisch setzen sich also in y-Richtung aus der Verschiebung der Schiene 53 durch das Getriebe 59 und aus der Verschiebung des Trägers 72 durch die Abtriebswelle 76 zusammen und in x-Richtung aus der Verschiebung der Schiene 52 durch das Getriebe 58 und aus der Verschiebung des Trägers 72 durch die Abtriebwelle 75.

Zur Nachlaufsteuerung für die Brücke 61 in y-Richtung durch den Motor 65 ist ein Schalter 85' mit einem Hebel 80, für den Schlitten 60 in ^-Richtung durch den Motor 68 ein Schalter 85 mit einem Hebel 79 auf diesem Schlitten angeordnet. Beide Hebel werden durch einen Bolzen 78 betätigt, der an dem Träger 72 befestigt ist. Einzelheiten dieser Schaltvorrichtung zeigen die F i g. 5 und 6.

Das Schaltstück des Schalters 85 (F i g. 5) ist mittels eines Bolzens 81 auf dem Schlitten 60 schwenkbar gelagert und trägt links von seiner Lagerung einen Schaltnocken 86 für die beiden Kontakte 88 und 89, welche den Motor 68 (Fig. 3) in Richtung +x bzw. —x schalten. Rechts vom Bolzen 81 (F i g. 5) ist eine Ausnehmung 87 für den Haltekontakt 90 vorgesehen.

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Durch den Bolzen 78, der an dem Träger 72 sitzt und in ein Langloch 83 des Armes 79 eingreift, wird bei Verschiebungen des Trägers 72 in x-Richtung das Schaltstück aus seiner Mittellage geschwenkt. Dabei wird zunächst der Haltekontakt 90 geschlossen. Bei weiterer Schwenkung wird durch den Nocken 86 einer der beiden Kontakte 88 und 89 geschlossen, wodurch nach F i g. 6 das zugehörige Schütz 91 bzw. 92 Strom erhält und den Motor 68 (Fig. 3) in Rechts- oder Linkslauf einschaltet. Beim Anziehen des Schützes wird auch der zugehörige Selbsthaltekontakt 93 bzw. 94 (F i g. 6) geschlossen, der mit dem Haltekontakt 90 in Reihe liegt. Dadurch bleibt das Schütz unter Strom, auch wenn inzwischen der Kontakt 88 bzw. 89 geöffnet wird, bis das Schaltstück durch Nachführbewegung des Schlittens 60 wieder in seine Mittelstellung zurückgeführt ist und der Haltekontakt 90 geöffnet wird.

Für die Schaltung des Nachlaufmotors 65 (F i g. 3) für die y-Richtung dient das Schaltstück des Schalters 85', das (s. Fig. 5) mittels eines Bolzens 82 am Schlitten 60 gelagert ist, den Arm 80 mit Langloch 84 aufweist und im übrigen in gleicher Weise mit Nocken und Ausnehmung für drei Kontakte versehen ist wie das Schaltstück des Schalters 85. Seine Funktion versteht sich nach Vorstehendem ohne weiteres.

Noch wirkungsvoller als gemäß Fig. 1 und 3 ist die Unterteilung der zu bewegenden Massen in zwei Bauteilgruppen bei der Ausführungsform nach F i g. 7 durchgeführt. Ein Träger 116 für das Werkzeug oder das Zeichengerät 115 ist in einer Führung 117 gehalten, die sich auf einem Schlitten 111 befindet und in y-Richtung erstreckt. Mit dem Schlitten 111, der in x-Richtung auf einer Querbrücke 101 verschiebbar ist, ist eine Mutter 113 verbunden. Diese arbeitet mit einer Gewindespindel 103 zusammen, die ebenso wie ein die Spindel 103 antreibendes Steuergetriebe 105 auf der Querbrücke 101 gelagert ist. Die Querbrücke

101 ist auf Schienen 119 a, 1196 verschiebbar, und zwar mittels eines oder zweier Seilzüge 120, die über Seilrollen 122 und einen Nachlaufmotor 123 betätigt werden. Für die andere Koordinate ist eine völlig analoge Einrichtung vorhanden, die aus einer Führung 118 für den Träger 116, einem Schlitten 112, einer Längsbrücke 102, einer Gewindespindel 104 mit Mutter 114, einem Steuergetriebe 106, Schienen

124 a, 124 6, miteinander gekuppelten Seilzügen 125 a,

125 b, Seilrollen 126 und einem Nachlaufmotor 127 besteht. Die Führungen 119, 124 der Brücken 101,

102 auf den zugehörigen Schienen 119 a, 1196 bzw. 124 a, 1246 sind so ausgeführt, daß nur reine Parallelverschiebungen der Brücken möglich sind. Jedes der Getriebe 105 und 106 besitzt mehrere Steueranschlüsse 105 a, 1056 bzw. 106 a, 1066; die Getriebe erhalten ihren phasengerechten' und synchronen Antrieb von einer — nicht dargestellten — Antriebsquelle 128 über zwei miteinander gekoppelte Vierkantwellen 109, 110 und Kegelradpaare 108, 107, von denen jeweils ein Kegelrad auf der zugehörigen Vierkantwelle längsverschieblich ist.

Das Steuergetriebe 105 hat bei dieser Ausführungsform lediglich den Schlitten 111, die Mutter 113, den Werkzeugträger 116 und das Werkzeug 115 in x-Richtung zu bewegen. Dies sind Bauteile einer ersten Gruppe, die kleine Abmessungen und kleine Massen haben. Das Steuergetriebe 106 hat den Schlitten 112, die Mutter 114, den Werkzeugträger 116 und das Werkzeug 115 in y-Richtung zu bewegen. Diese Bauteile gehören ebenfalls zur ersten Gruppe. Diese Bauteile haben kleine Abmessungen und geringe Massen, so daß das Werkzeug 115 bei großen Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen genau geführt werden kann. Dagegen werden die Bauteile mit großen Massen (Bauteile der zweiten Gruppe), insbesondere die Querbrücke 101, das Steuergetriebe 105, die Längsbrücke 102 und das Steuergetriebe 106

ίο durch die Nachlaufmotoren 123 und 127 verstellt.

Die Nachlaufsteuerung besteht wiederum aus je einem Kontaktpaar für jede der beiden Koordinatenrichtungen und aus einem Betätigungshebel für diese Kontakte. Der Betätigungshebel 78 ist auf dem Träger 116 angebracht, das Schaltstück des Schalters 85' für den Motor 127 auf dem Schlitten 112.

In Fig. 8 bezeichnen die Bezugszeichen 201 bis 206 und 211 bis 218 die Bauteile, die in Fig. 7 mit 101 bis 106 bzw. 111 bis 118 bezeichnet sind. Außer den Getrieben 205 und 206 wird zur Feinsteuerung noch ein Doppelgetriebe 230 verwendet, das auf einem schweren Kreuzschlitten 231 gelagert ist und mehrere Steueranschlüsse 232 a, 2326 für die eine und Steueranschlüsse 233 a, 2336 für die andere der beiden Abtriebwellen 232, 233 besitzt. Das Doppelgetriebe ist mit einem Antriebmotor 234 versehen. Der Kreuzschlitten 231 ist auf der Brücke 201 verschiebbar und durch zwei Mitnehmer 235 mit der Brücke 202 gekoppelt; er befindet sich demnach stets im Kreuzungspunkt der beiden Brücken und nimmt teil an den Nachlaufbewegungen der Brücke 201 in y-Richtung und der Brücke 202 in x-Richtung. Die Abtriebswelle 232 des Doppelgetriebes 230 wirkt über eine Schiebewelle 236 auf die Mutter 213, die — abweichend von Fig. 7 — nicht fest, sondern drehbar an dem Schlitten 211 gelagert ist und in Verbindung mit der Gewindespindel 203 ein Summiergetriebe bildet, welches die Bewegungen des Steuergetriebes 205 und der Abtriebwelle 232 summiert. In analoger Weise wirkt die Abtriebwelle 233 über eine Schiebewelle 237 auf die Mutter 214 des Schlittens 212, so daß auch die Bewegungen des Steuergetriebes 206 und der Abtriebswelle 233 summiert werden. Auch hier sind in ähnlicher Weise wie in Fig. 7 Nachlaufsteuerungen für die Brücke 202 in x-Richtung und für die Brücke 201 in y-Richtung vorgesehen, die mit den Linien 221a und 2216 angedeutet sind. Abweichend von F i g. 7 sind hier aber die beiden Kontaktpaare auf dem Kreuzschlitten 231 angeordnet. Das Betätigungsglied für den Motor zur Verschiebung der Brücke 201 in y-Richtung sitzt auf dem Schlitten 212, das Betätigungsglied für den Motor zur Verschiebung der Brücke 202 in x-Richtung auf dem Schlitten 211.

Soll für die Nachlaufmotoren 25 (F i g. 1) bzw. 65, 68 (F i g. 3) bzw. 123, 127 (Fi g. 7) der vorbeschriebenen Vorrichtungen der fortwährende Drehrichtungswechsel vermieden werden, so empfiehlt sich eine Anordnung nach Fig. 9, bei der ein ständig eingeschalteter Motor 150 über ein Umkehrgetriebe mit einer Abtriebwelle 151 verbunden ist. Der Wechsel der Drehrichtung der Abtriebwelle 151 wird durch wechselweise schaltbare Magnetkupplungen 152, 153 bewirkt; außerdem ist zur raschen Stillsetzung der Abtriebwelle eine Bremse mit einem Bremslüftmagneten 154 vorgesehen, welcher jeweils beim Einschalten einer Magnetkupplung die Bremse löst. Die zugehörige Schaltung zeigt Fig. 10, in

welcher die Kontakte 155 und 156 eines der vorbeschriebenen Kontaktpaare der Nachlaufsteuerung bilden.

Dem gleichen Zweck dient eine Ausführung nach Fig. 11, bei welcher das von einem Motor 160 über eine Kardanwelle 163 angetriebene Umkehrgetriebe als Reibradgetriebe ausgebildet ist, dessen Reibrad 162 wechselweise an Scheiben 166, 167 durch Magnete 164, 165 zur Anlage gebracht wird. Die Scheiben 166, 167 sitzen auf der Antriebswelle 161.

Die mechanische Nachlaufsteuerung der Fig. 12, die hier nur für die Brücke 201 dargestellt ist, arbeitet ohne elektrische Schaltorgane. Zur Verschiebung der Brücke 201 dient — an Stelle des Seilzuges der Fig. 7, der durch den Motor 123 angetrieben wird — ein Reibradgetriebe, das durch einen Motor 223 angetrieben ist, der auf dem Kreuzschlitten 231 der

F i g. 8 befestigt ist. Er wirkt über eine Kardanwelle 219 auf eine Reibscheibe 238, welche wechselweise an Scheiben 228, 229 angepreßt wird, so daß die Abtriebswelle über ein Schieberad 220 eine Vierkantwelle 222 antreibt. Diese verschiebt über ein Zahnrad 224 und eine Zahnstange 225 die Brücke 201 in y-Richtung. Zur Steuerung der Reibscheibe 238 ist ein Gestänge 226 verwendet, das einerseits auf dem Schlitten 212 befestigt ist und andererseits über einen Winkelhebel 227, der auf dem Kreuzschlitten 231 gelagert ist, die Kardanwelle 219 betätigt, so daß diese aus ihrer Mittelstellung ausgelenkt und gegen eine der Scheiben 228, 229 angepreßt wird, was einen entsprechenden Nachlauf der Brücke 201 in der einen oder anderen Richtung zur Folge hat. Um Klemmungen zu vermeiden, ist in das Gestänge 226 eine Feder 239 eingebaut.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (21)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für die Vorschubbewegung eines Werkzeugträgers mit jeweils einem programmgesteuerten Vorschubantrieb für jede der beiden Hauptrichtungen der Ebene, wobei die Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen in zwei Gruppen gegliedert sind, von denen die erste, den Werkzeugträger enthaltende Gruppe unmittelbar von den programmgesteuerten Antrieben aus bewegbar ist, während die zweite Gruppe der ersten durch einen Nachlaufmotor nachführbar ist, der durch zwei von einem Bauteil der ersten Gruppe betätigbare, die Bewegungsrichtung bestimmende Kontakte schaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Werkzeugträger (2; 116) enthaltende erste Gruppe der Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen allein die zur Übertragung der Antriebskraft von den programmgesteuerten Vorschubantrieben auf den Werkzeugträger (2; 116) unbedingt notwendigen Teile umfaßt, die mit möglichst kleinen Abmessungen und geringen Massen versehen sind, und daß die mittels Nachlaufmotor (25; 123, 127) nachgeführte zweite Gruppe der restlichen Antriebs- bzw. Verstelleinrichtungen Trag- und Führungsteile (4, 7; 101, 102) einschließt, durch die der Verstellbereich des Werkzeugträgers (2; 116) bestimmt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der programmgesteuerten Vorschubantriebe zwei Teilgetriebe (15, 30; 19, 30) aufweist, von denen das eine Teilgetriebe für große Stellwege ausgebildet und ortsfest gelagert ist, während das andere Teilgetriebe (30) für kleine Stellwege ausgebildet und auf einer ein Trag- und Führungsteil bildenden Brücke (7) gelagert ist, wobei die Stellbewegungen beider Teilgetriebe in ein Summiergetriebe (33; 12«, 29a) geleitet werden, das mit dem Stellglied (8,10) für den Werkzeugträger (2) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Summiergetriebe ein PIanetenradgetriebe ist, auf dessen Sonnenräder (33 a, 33 b) die Teilgetriebe einwirken und dessen Planetenradträger (33) mit dem Stellglied (8) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Summiergetriebe aus einer drehbar und axial unverschiebbar gelagerten Gewindespindel (12 a, 12 b) und einer auf dieser sitzenden, in dem Stellglied (10) drehbar gelagerten Mutter (29 a, 29 b) besteht, wobei Spindel und Mutter je mit einem der beiden Teilgetriebe (15, 30) verbunden sind.

- 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Werkzeugträgers (2) in einer Hauptrichtung und zu seiner Verstellung in der anderen Hauptrichtung eine leichte Schiene (10) vorgesehen ist, längs welcher der Werkzeugträger (2) verschiebbar ist und die mit dem programmgesteuerten Vorschubantrieb (15, 32) für die eine Hauptrichtung (y) in Wirkverbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (10) von zwei synchron angetriebenen Gewindespindeln (12 a, 12 b) angetrieben ist, auf denen die Schiene (10) gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Schiene (10) und in gleicher Richtung verstellbar die schwere Brücke (7) vorgesehen ist, welche durch den Nachlaufmotor (25) verstellbar und welche einem schweren Schlitten (6) zur Aufnahme von Steuerteilen (40 a bis 40 a") für ein Werkzeug oder für mehrere Werkzeuge (3 a bis 3 a") als Trag- und Führungsteil dient, wobei der Schlitten (6) durch den Vorschubantrieb (19, 31) für die zweite Hauptrichtung (x) antreibbar ist und mit dem Werkzeugträger (2) durch eine Gleitführung (4) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (6) durch eine auf der Brücke (7) gelagerte Gewindespindel (8) verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilgetriebe (30) für kleine Verstellwege auf der Brücke (7) gelagert ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung und Verstellung des Werkzeugträgers (50) für jede der beiden Hauptrichtungen eine Schiene (52, 53) vorgesehen ist, die jeweils senkrecht zu ihrer Verstellrichtung sich erstreckt und durch je einen programmgesteuerten Antrieb (58, 59) antreibbar ist, wobei der Werkzeugträger (50) mit den Schienen (52, 53) in Verstellrichtung derselben fest, senkrecht dazu gleitend verbunden ist, und daß eine in einer Hauptrichtung verschiebbare Brücke (61) und ein längs der Brücke (61) in der anderen Hauptrichtung verschiebbarer Schlitten (60) vorgesehen sind, wobei zwischen Schlitten (60) und Werkzeugträger (50) eine Nachlaufsteuerung (70) für die Antriebsmotoren (65; 68) der Brücke (61) und des Schlittens (60) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schlitten (60) das Teilgetriebe (77) für kleine Verstellwege gelagert ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Werkzeugträger (50) in beiden Richtungen verschiebbar ein das Werkzeug (51) tragender Schieber (72) gelagert ist und daß auf dem Werkzeugträger (50) durch das Teilgetriebe (77) angetriebene Verstellmittel (70, 71, 73, 74) für den Schieber (72) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei zueinander rechtwinklig angeordnete Brücken (101, 102), die durch je einen Nachlaufmotor (123; 127) antreibbar sind und längs welcher je ein Schlitten (111; 112) durch jeweils einen programmgesteuerten Antrieb (105; 106) über Spindel (103; 104) und Mutter (113; 114) verstellbar ist, wobei der Werkzeugträger (116) mit den Schlitten (111, 112) in Verstellrichtung derselben fest, senkrecht dazu gleitend verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die programmgesteuerten Antriebe (105,106) jeweils auf der zugehörigen Brücke (101, 102) gelagert sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern (213, 214) auf den Schlitten (211, 212) drehbar gelagert und durch je ein Teilgetriebe (232, 233) antreibbar sind und daß die Teilgetriebe auf einem zusätzlichen Schlitten (231) angeordnet sind, der mit den Brücken (201, 202) in Verstellrichtung derselben fest, senkrecht dazu gleitend verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufantrieb einer Brücke (201) ein Reibrad-Wendegetriebe aufweist, das auf dem zusätzlichen Schlitten (231) befestigt ist und mit dem programmgesteuert angetriebenen Schlitten (212) durch ein mechanisches Steuergestänge (226) verbunden ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Nachlaufmotor zwei Umkehrschütze (91, 92) zugeordnet sind, welche jeweils durch einen der beiden Kontakte (88, 89) schaltbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Nachlaufmotor ein Wendegetriebe zugeordnet ist, das für jede Drehrichtung der Antriebswelle (151) eine durch die Kontakte (155,156) schaltbare Magnetkupplung (150,153) aufweist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe ein Reibradgetriebe ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, gekennzeichnet durch einen mit den .Magnetkupplungen (152,153) in Reihe liegenden Bremslüftmagneten (154).

21. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Kontakte (88, 89) geschalteten Umkehrschütze (91, 92) der Nachlaufmotoren je einen Selbsthaltekontakt (93, 94) aufweisen und daß in Reihe zu den Selbsthaltekontakten (93, 94) ein Haltekontakt (90) liegt, der durch das Betätigungsglied (78) für die Kontakte (88, 89) geschlossen wird, sobald es seine Mittelstellung verläßt.