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Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit
einem an einer waagerechten Führung verschiebbaren Werkzeugschljtten.
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Bei Werkzeugmaschinen dieser Art belastet der Werkzeugschlitten mit
den an diesem angeordneten Werkzeugen den Querbalken, so daß dieser sich je nach
der seitlichen Stellung des Werkzeugschiittens in bestimmter Weise nach unten durchbiegt.
Diese Durchbiegung führt unter Umständen dazu,
daß vertikale Teile
der Werkzeugeinheiten, vor allem nattirlich die Drehachsen der Werkzeuge selbst,
nicht mehr genau vertikal angeordnet sind - Entsprechendes gilt natürlich für unter
einem Winkel zur Vertikalen liegende Teile, die nicht mehr ihre vorgesehene Lage
einnehmen - vor allem aber ist die Höhenlage des Werkeugchlittens, llnd damit die
einer darauf angeordneten Werkzeugeinheit, nicht nur von der Höhenlage des Querbalkens
abhängig, sondern auch von der Durchbiegung des Querbalkens, die ihrerseits vom
Gewicht des Werkzeugschlittens und der daran befindlichen Werkzeugeinheit und von
der seitlichen Stellung des Werkzeugschlittens am Querbalken abhängig ist.
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Wegen dieser Mängel sind bekannte Werkzeugmaschinen der eingangs genannten
Art nicht zur numerischen Steuerung geeignet, weil Voraussetzung für eine numerische
Steuerung ist, daß die genaue Lage der Werkzeugeinheiten, und zwar sowohl ihre Höhenlage
als auch ihre seitliche Lage durch Messungen am Querbalken eindeutig feststellbar
sein muß.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Möglichkeit
zu schaffen, die Lage einer Werkzeugeinheit am Werkzeugschlit-Ren durch Messungen
am die waagerechten Führungen für den Werkzeugachlitten tragenden Querbalken verfügbar
zu machen.
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Bei Genuigkeitsantrieben für Werkzeugmaschinen ist es bekannt, Entlastungseinrichtungen
vorzusehen, die en Antrieb selbst vom Gewicht der anzutreibenden Einheit entlasten,
80 daß dieser einwandfrei arbeiten kann.
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Unter Verwendung dieser bekannten Entlastungseinricstungen wird die
der Erfindung zugrunde liegende Aufhabe dadurch gelöst, daß dem Werkzeugschlitten
eine mit diesem verschiebbare Entlastungseinrichtung zugeordnet ist, die auf der
Unterseite der Führung in der Schwerpunktsebene des Werkzeugschiittens angreift
und das Gewicht der Werkzeugschlittens mit den an diesem angeordneten Weruen ausgleicht.
Wenn das Gewicht des Werkzeugschlittens und 1er daran angeordneten Werkzeuge ausgeglichen
wird, verhält sich der Querbalken und die darauf befindliche waagerechte Ftlhrung
so, als ob das nicht dec Werkzeucschlittens nicht darauf wirken würde, ofwohl natürlich
das Gewicht auch weiterhin auf die Führung einwirkt. Ein Anheben des
Werkzeugschlittens
selbst in entsprechendem Maße würde Ja nur dazu führen, daß Iler Werkzeugschlitten
von der waagerechten Führung quasi abgehoben wird, so daß keine einwandfreie Führung
mehr vorhanden ist, was selbstverständlich unerwünscht ist.
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Bei Werkzeugmaschinen der Portalbauart mit einem mittig unterteilten
Querbalken, in dem der Werkzeugschlitten geführt ist, wird eine besonders günstige
Verteilung der am Werkzeugschlitten angreifenden Bearbeitungskräfte erreicht, und
bei einer solchen Maschine wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Entlastungseinrichtung
aus zwei hydraulischen Entlastungßzylindern aufgebaut, die jeder an einem der beiden
Querbalken angreifen und deren verschiebbare Teile an einem gemeinsamen Schlitten
befestigt sind, der auf Führungen im Querhaupt verschiebbar ist. Diese hydraulischen
Entlastungazylinder sind als Entlastungseinrichtungen für Präzisionsantriebe bereits
bekannt.
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Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es
zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
und Fig. 2 einen teilweise schematischen Schnitt durch das Querhaupt, den Querbalken
und die Werkzeugeinheiten.
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In der Zeichnung ist eine Werkzeugmaschine der Portalbauart dargestellt,
die aus einem Maschinenbett 11 und einem Portal 12 besteht. Das Maschinenbett 11
weist bekannte und deshalb nicht näher dargestellte Führungen für einen Werkstücktisch
13 auf.
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Das Portal 12 besteht aus vier Ständern 20,21, 22 von denen je zwei
auf einer Seite des Werkstücktisches angeordnet sind, und einem Querhaupt 24 in
Form eines Doppelbalkens aus zwei Kastenträgern 24a und 24b, die jeweils zwei der
Ständer, z.B. 20 und 22 miteinander verbinden. Die beiden Ständer auf jeder Seite,
z.B. 20 und 21, sind mit einer Platte Jeweils zu einem Doppelständer verbunden.
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Im Portal ist ein Querbalken 27 in Form eines Doppelbalkens aus zwei
Kastenbalken 27a und 27b (Fig. 2) geführt.
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In diesem Querbalken 27 sitzen bei der dargestellten Ausführungsform
drei gemeinsam quer verfahrbare Werkzeugeinheiten 28, 29 und 30.
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Die drei Werkzeugeinhelten 28, 29 und 30 sind in einen gemeinsamen
Schlitten 31 montiert, der in Richtung des Doppelpfeils 32 hin und her verfahrbar
ist. Ein Schnitt durch den Schlitten 31 ist in Fig. 2 näher dargestellt, der besseren
Übersichtlichkeit halber sind die Werkzeugeinheiten dort nicht dargestellt. Die
Führungen für den Schlitten sind Jedem Fachmann geläufig, ebenso wie der Antrieb
für diesen, so daß nähere Erläuterungen hierzu Uberflüssig sein dürften. Wie aus
Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Schlitten 31 mit zwei Entlastungszylindern 32 und
33 ausgestattet, die der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht gezeigt sind.
In diesen Entlastungazylindern 32 und 33 sind Kolben 34 bzw. 35 angeordnet, deren
Rolben-Stangen 36 bzw. 37 an einem Schlitten 38 montiert sind, der ts Querhaupt
bei 39 und 40 geführt ist. An den Entlastungslylindern 32 und 33 ist Jeweils elne
Führungsschiene 41 bzw. 42 befestigt, auf deren Oberseite Je eine Rollenführung
43 bzw. 44 bekannter Art angeordnet ist.
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Diese Rollenführungen liegen auf ihrer Oberseite an Pührungaschienon
45 bzw. 46 an, die an den beiden Kastenbalken 27a bzw. 27b befestigt sind. Oberhalb
der Kolben wird in die Zylinder 32 und 33 Druckmittel unter einem so hohen Druck
eingepumpt, daß unter BerUcksichtlgung des wirksamen
Querschnitts
der Kolben 34 und 35 das Gewicht der Werkzeugeinheiten,28, 29 und 30 und des Schlittens
31 ausgeglichen wird. Die dadurch erzeugte, nath oben gerichtete Kraft in den Entlastungszylindern
32 und 33 wird über de Führungsschienen 41 und 42 und die Rollenführungen 43 und
44 auf die Führungsschienen 45 und 46 an den Balken übertragen, ao daß die Querbalken
27a und 27b sich praktischverhalten, als ob sie unbelastet wären, d.h. praktisch
keine Durchbiegung zeigen. Die Höhenlage der Werkzeugeinheiten kann deshalb mit
ausreichender Genauigkeit als allein von der Höhenlage des Querbalkens 27 abhängig
betrachtet werden, so daß eine numerith Steuerung der Werkzeugmaschine möglich ist.
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Die Belastung durch die Werkzeugeinheiten wird voll über den Schlitten
38 auf das Querhaupt 24 Übertragen. Dieses biegt sich natürlich entsprechend durch,
das hat aber auf die Arbeitsgenauigkejt der Maschine keinen Einfluß.