DE19636136A1 - Werkzeugmaschine für Bohrarbeiten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugma­ schine für Bohrarbeiten und insbesondere auf eine Maschine für das Mehr­ fach-Abbohren von Werkstücken aus Holz.

Maschinen der oben angegebenen Bauart sind in der italieni­ schen Patentanmeldung für eine industrielle Erfindung Nr. 23277A/78 be­ schrieben, hinterlegt am 11. Mai 1978. Solche Maschinen umfassen zwei horizontale Träger, die zueinander parallel sind und oben bzw. unten an­ geordnet sind. Die Träger werden an ihren Längsenden von zwei Ständern abgestützt. Einer oder beide Träger tragen Arbeitseinheiten, von denen jede von einem längs der Längsachse des entsprechenden Trägers bewegli­ chen Schlitten und mindestens einem Spannfutterkopf für Bohrer gebildet wird, welche längsbeweglich in einer Vertikalachse sind. Die Maschine ist mit Mitteln für die Bewegung des Kopfes versehen, welche Mittel ei­ nen fluidodynamischen Betätiger mit in einer Horizontalachse längs be­ weglichen Kolbenstange und ein 90°-Kinematikgetriebe umfassen, das die Bewegung der Kolbenstange auf vertikale, den Kopf abstützende Stäbe übertragen wird. Im übrigen ist jeder Kopf mit einem Elektromotor verse­ hen, um die Rotation der Bohrfutter zu bewirken. Die Maschine umfaßt ferner eine Arbeitsebene, getragen von dem unteren Träger und gebildet von einer Mehrzahl von horizontalen Stangen, auf denen das Werkstück aufliegt. Jede Arbeitseinheit trägt mindestens eine der genannten hori­ zontalen Stangen. Schließlich umfaßt die Maschine zwei Anschläge, einen festen, in Ausfluchtung mit einem Ständer installierten und einen längs einer Horizontalachse parallel zu den Achsen der Träger beweglichen, auf welchen Anschlägen die seitlichen Ränder des in Arbeit befindlichen Werkstücks für die Positionierung desselben auf der Arbeitsebene auf­ ruhen, entsprechend bestimmten, horizontalen Referenzachsen.

Einer der Hauptnachteile der oben beschriebenen Maschine er­ gibt sich aus der Tatsache, daß die Mittel für die Bewegung der Arbeits­ einheit längs der Vertikalachse für die Steuerung des Arbeitshubes der Arbeitseinheit obere und untere Endschaltervorrichtungen benötigen. Die­ se Endschaltervorrichtungen bilden gegenwärtig Organe, die manuell ver­ stellbar sind. Im übrigen ist gegenwärtig die Geschwindigkeit einer Ar­ beitseinheit während ihres Hubes konstant, während es zweckmäßiger wäre, verschiedene Geschwindigkeiten während jeder Periode des Bohrens vorzu­ sehen. In einer solchen Maschine sind außerdem Dämpfungseinrichtungen vorgesehen, um den Arbeitshub der Arbeitseinheit entsprechend der Endpe­ riode des Bohrens zu dämpfen.

Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Maschine besteht in der Schwierigkeit, Elektromotoren für den Antrieb der Bohrfutter zu installieren. Diese Schwierigkeit führt zu einer komplizierten Konstruk­ tion von Teilen der Maschine, indem die Arbeitseinheit notwendigerweise mit einer Baugruppe versehen werden muß, welche die Elektromotoren trägt und die Übertragung der Bewegung der Welle solcher Elektromotoren auf die Bohrfutter ermöglicht.

Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Maschine besteht wegen der Tatsache, daß der bewegliche Anschlag eine beschränkte Beweg­ lichkeit aufweist, da die horizontalen Stangen der Arbeitsebene auf ei­ nem Niveau liegen, derart, daß sie ein Hindernis für eine eventuelle Verlagerung des beweglichen Anschlags in Richtung auf den Festanschlag darstellen. Es ist nämlich festzuhalten, daß im Falle eines zu bearbei­ tenden Werkstückes mit kleinen Abmessungen es notwendig werden kann, daß der bewegliche Anschlag in Richtung auf den Festanschlag verlagert wer­ den muß, um sich relativ zu diesem in einem Abstand zu positionieren, der kleiner ist als die Breite des von allen Arbeitseinheiten eingenom­ menen Raumes, wodurch jede Arbeitseinheit, die im Wege steht, notwendi­ gerweise in Richtung auf den Ständer verlagert werden muß, der dem den Festanschlag tragenden Ständer gegenüber ist, und zwar in eine dafür vorgesehene Parkzone. Um dies auszuführen, ist es gegenwärtig erforder­ lich, die Horizontalstangen der im Wege stehenden Arbeitseinheiten zu demontieren und sie dann zu verlagern.

Insgesamt weist die oben beschriebene Maschine konstruktive und funktionelle Probleme auf, welche, wie im folgenden deutlicher er­ kennbar, die Produktivität derselben begrenzt und zu einem komplizierten Aufbau führt, was die Kosten der Herstellung derselben vergrößert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Werkzeugma­ schine zu schaffen, die frei von den obengenannten Nachteilen ist.

Basierend auf der vorliegenden Erfindung wird eine Werkzeugma­ schine für das Bohren von Werkstücken geschaffen, bei der drei Achsen definiert sind, von denen eine erste Achse horizontal verläuft und die Längsachse der Maschine bildet, eine zweite Achse horizontal und senk­ recht zur ersten Achse verläuft und eine dritte Achse vertikal verläuft, umfassend:
zwei horizontale Träger, ein unterer und ein oberer, die par­ allel zueinander und zur ersten Achse sind,
eine Mehrzahl von von einem der Träger getragenen, längs der Längsachse des Trägers beweglichen und mit mindestens einem, mit Werk­ zeugen für das Bohren längs einer Vertikalachse eines Werkstücks be­ stückten Arbeitskopf versehenen ersten Arbeitseinheiten,
eine horizontale Arbeitsebene, auf der das Werkstück auf einem ersten Niveau abgestützt ist,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten einen von einem zuge­ ordneten Träger getragenen und längs dessen Längsachse beweglichen Schlitten umfaßt, und mindestens einer der von dem Schlitten getragenen und mit ihm längs der Längsachse des betreffenden Trägers beweglichen Arbeitsköpfe unabhängig von dem Schlitten längs einer zu der dritten Achse parallelen Vertikalachse beweglich ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der Arbeitseinheiten einen ersten Motor für die Verlagerung des Kopfes längs der zur dritten Achse parallelen Achse und eine Getriebebaugruppe zum Übertragen der Bewegung des ersten Motors auf den Kopf umfaßt.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die jedoch nur als Beispiel, nicht jedoch als beschränkend zu verstehen ist, wobei auf die beigefüg­ ten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Werkzeugma­ schine, nämlich einer Bohrmaschine, gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine Ansicht einer Arbeitsgruppe der Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung eines ersten Organs der Arbeitsgruppe der Fig. 2, und

Fig. 4 ist eine Explosionsdarstellung eines zweiten Organs der Arbeitsgruppe aus Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Werkzeugmaschine für die Bear­ beitung von Werkstücken 2, insbesondere eine Bohrmaschine für das Abboh­ ren der Werkstücke 2. In der Maschine sind drei Achsen X, Y und Z definiert, von denen die Achsen X und Y horizontal verlaufen und senkrecht zu ihnen die Achse Z, die vertikal ist. Die Achse X erstreckt sich in der Längsrichtung der Maschine.

Die Maschine umfaßt zwei horizontale Träger, einen unteren Träger 3 und einen oberen Träger 4, die zueinander und zur Achse X par­ allel verlaufen. Die Träger 3 und 4 werden an ihren Längsenden von zwei Ständern 5 bzw. 6 getragen. Der untere Träger 3 trägt eine Mehrzahl von Arbeitseinheiten 7, die längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich sind und dazu dienen, die Bohrung des Werkstücks 2 von unten nach oben auszuführen. Der obere Träger 4 trägt eine Mehrzahl von Arbeitseinheiten 8, die längs der Längsachse des Trägers 4 beweglich sind und dazu die­ nen, die Bohrung am Werkstück 2 von oben nach unten zu realisieren. Die Maschine ist mit einem Festanschlag 11 versehen, der nahe dem Ständer 5 angeordnet ist und gegen welchen sich ein erster, seitlicher Rand des Werkstücks 2, das bearbeitet wird, anlegt, sowie mit einem beweglichen Anschlag 12, der längs einer parallel zur Achse X verlaufenden Achse be­ weglich ist, getragen von dem oberen Träger 4, und gegen den sich ein zweiter Seitenrand gegenüber dem ersten des Werkstücks 2 während der Be­ arbeitung anlegt. Die Anschläge 11 und 12 bilden Referenzen für die kor­ rekte Positionierung des bearbeiteten Werkstücks 2.

Die Maschine umfaßt ferner eine horizontale Arbeitsebene, de­ finiert auf einem Niveau P, in welcher sich aufliegend das bearbeitete Werkstück 2 befindet. Diese Arbeitsebene wird von einer Mehrzahl von ho­ rizontalen zueinander und zur Achse Y parallelen Stangen 13 definiert, wobei jede Arbeitseinheit 7 mindestens eine dieser horizontalen Stangen 13 trägt. Die Maschine umfaßt ferner eine Mehrzahl von Anpreßorganen 14, die längs einer zur Achse X parallelen Achse beweglich sind, von dem oberen Träger 4 getragen werden und dazu dienen, mit einer Platte 15 das bearbeitete Werkstück gegen die genannte Arbeitsebene zu pressen. Die Organe 14 dienen dazu, das in Bearbeitung befindliche Werkstück während der Phase des Bohrens zu blockieren. Diese Anpreßorgane 14 umfassen ei­ nen pneumatischen Betätiger 14a mit einer Kolbenstange 14b, die längs einer Vertikalachse parallel zur Achse Z verlagerbar ist und an deren Ende die Platte 15 befestigt ist. Zwischen den Anpreßorganen 14 und dem Träger 4 ist eine Führungseinrichtung für die Verlagerung der Anpreßor­ gane 14 längs des Trägers 4 vorgesehen. Diese Führungsvorrichtung ist nicht dargestellt, da sie von bekannter Bauart ist und insbesondere in Maschinen, die von der Anmelderin konstruiert wurden, verwendet wird.

Gemäß Fig. 2 umfaßt jede Arbeitseinheit 7:
einen Schlitten 21, der von dem Träger 3 getragen ist und längs der Längsachse dieses Trägers beweglich ist,
einen Motor 22 für die selektive Steuerung der Verlagerung des Schlittens 21 längs des Trägers 3,
zwei von dem Schlitten 21 getragene Arbeitsköpfe 23, die mit dem Schlitten 21 längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich sind, und unabhängig von dem Schlitten 21 längs einer zur Achse Z parallelen Ver­ tikalachse verlagerbar sind,
eine horizontale Traverse 24, die parallel zur Achse Y ver­ läuft, von dem Schlitten 21 getragen wird, die Köpfe 23 abstützt und mit dem Schlitten 21 längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich ist sowie unabhängig von dem Schlitten 21 längs einer zur Achse Z parallelen Ver­ tikalachse beweglich ist,
einen Hydraulikmotor 25 für jeden Arbeitskopf 23, der mit ei­ nem Gehäuse 25a unten an der Traverse 24 und oben an dem entsprechenden Kopf 23 befestigt ist,
einen Motor 26, vorzugsweise einen Elektromotor, für die se­ lektive Steuerung der Verlagerung längs der genannten Vertikalachse parallel zur Achse Z der Traverse 24 und der Köpfe 23, und
eine Getriebebaugruppe 27 zur Übertragung der Bewegung des Motors 26 auf die Traverse 24 und damit auf die Köpfe 23.

Der Schlitten 21 wird von einem Gehäusekorpus in umgekehrter "U"-Form gebildet, der auf dem Träger 3 reitend installiert ist. Zwi­ schen dem Schlitten 21 und dem Träger 3 ist eine Führungsvorrichtung für die Translationsbewegung des Schlittens 21 längs des Trägers 3 vorgese­ hen. Diese Führungsvorrichtung ist nicht dargestellt, da sie von bekann­ ter Bauart ist und insbesondere in Maschinen angewandt wird, wie sie von der Anmelderin konstruiert werden. Die Arbeitsköpfe 23 umfassen einen Supportkorpus 23a und eine Mehrzahl von Spindeln 23b, von denen jede ein Bohrwerkzeug 23c trägt, das sich längs einer Vertikalachse parallel zur Achse Z erstreckt. Die die Werkzeuge 23c des genannten Typs tragenden Köpfe 23 sind längs einer Horizontalachse ausgefluchtet, die parallel zur Achse Y verläuft. Die Stützkörper 23a der beiden Köpfe 23 haben je­ weils ihre eigene horizontale Längsachse parallel zur Achse Y, und im übrigen sind die Körper 23a zueinander ausgefluchtet längs der horizon­ talen Mittelachse. Der Hydraulikmotor 25 ist das Antriebsorgan der Spin­ deln 23b und damit der Drehung der Werkzeuge 23c. Im übrigen hat der Hy­ draulikmotor 25 oder zumindest sein Gehäuse 25a die Funktion, den ent­ sprechenden Kopf 23 zu tragen. Der Motor 26 wird von dem Schlitten 21 extern abgestützt und weist eine rotierende Welle 26a mit einer Läng­ sachse auf, die horizontal und parallel zur Achse Y verläuft. Die Bau­ gruppe 27 ist im wesentlichen ein 90°-Umlenkgetriebe, so daß die Drehbe­ wegung der Welle 26a mit einer horizontalen Achse in eine translatori­ sche Bewegung längs einer Vertikalachse der Traverse 24 und der Köpfe 23 umgeformt wird.

Gemäß Fig. 2 und 3 umfaßt die Baugruppe 27:
eine Welle 31, die längs ihrer eigenen Längsachse parallel zur Achse Y beweglich ist und im Innern des Schlittens 21 installiert ist;
sie ist mechanisch mit der Welle 26a über eine Getriebekupplung 29 be­ kannter Bauart verbunden, um die Drehbewegung der Welle 26a in eine translatorische Bewegung der Welle 31 umzuformen,
zwei verzahnte Abschnitte 32, angeordnet längs der Welle 31, zwei Paare von Vertikalstäben 34, die längs einer Vertikal­ achse parallel zur Achse Z beweglich sind und ein entsprechendes oberes Ende 34a aufweisen, das an der Traverse 24 befestigt ist,
einen auf jedem der Vertikalstäbe 34 ausgearbeiteten Verzah­ nungsabschnitt 35,
einen auf dem Schlitten 21 installierten Korpus 33, der im In­ nern einen horizontalen Sitz 33a zur Aufnahme des verzahnten Abschnitts 32 der Welle 31 und vertikale Sitze 33b für die Aufnahme der verzahnten Abschnitte 35 der Vertikalstäbe 34 aufweist, und
zwei Ritzel 36 mit Horizontalachse, die in dem Korpus 33 ein­ gefügt sind und jeweils mit einem der verzahnten Abschnitte 32 der Welle 31 und mit den verzahnten Abschnitten 35 eines Paares von Vertikalstäben 34 kämmen.

Die Arbeitseinheiten 8 sind ähnlich den oben beschriebenen Ar­ beitseinheiten 7, und deshalb wird die Einheit 8 nicht weiter erläutert, wobei ihre Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wie sie für die Einheit 7 verwendet wurden. Natürlich ist auch zwischen dem Schlitten 21 der Einheit 8 und dem Träger 4 eine Führungsvorrichtung für die Translationsbewegung des Schlittens 21 längs des Trägers 4 vorgese­ hen. Solche Führungsvorrichtungen sind nicht dargestellt, da sie von an sich bekannter Bauart sind und insbesondere bei von der Anmelderin kon­ struierten Maschinen Einsatz finden. Die Maschine umfaßt im übrigen zwei weitere Arbeitseinheiten 9 (Fig. 1) ähnlich den Einheiten 7 und 8. Diese Arbeitseinheiten 9 werden von dem festen Anschlag 11 bzw. dem bewegli­ chen Anschlag 12 getragen. Die Arbeitseinheit 9 weist Werkzeuge 23c auf, die sich längs horizontaler Achsen erstrecken.

Gemäß Fig. 1, 2 und 4 unterscheidet sich die Arbeitseinheit 7 von der Arbeitseinheit 8, indem sie die erwähnte Arbeitsebene trägt. Wie bereits erwähnt, wird die Arbeitsebene von einer Mehrzahl von hori­ zontalen Stangen 13 definiert, die über eine Supportbaugruppe 41 der Ar­ beitseinheit 7 getragen wird. In den Zeichnungen trägt jede Arbeitsein­ heit 7 eine zugeordnete Stange 13, doch ist dies nicht als Beschrän­ kung zu verstehen, indem jede Einheit 7 ausgebildet ist, um zwei Stan­ gen 13 zu tragen. Wie nachfolgend deutlicher wird, ist in der Maschine, um eine große Translationsbewegung des beweglichen Anschlags 12 zu er­ möglichen, (beispielsweise im Falle der Bearbeitung von Werkstücken mit geringen Abmessungen in Richtung der Achse X) nahe dem Ständer 6 eine Parkzone für Arbeitseinheiten 7 vorgesehen, die nicht Verwendung finden oder die eine Störung aufweisen. Da sich der bewegliche Anschlag 12 nach unten bis zu einem Niveau L erstreckt, das tiefer liegt als das genannte Niveau P, ist jede Baugruppe 41 mit einem System für die se­ lektive Verlagerung der Stange 13 längs einer Achse parallel zur Ach­ se Z versehen, derart, daß diese Stangen 13 auf ein Niveau gebracht werden können, das tiefer liegt als das Niveau L, und dies, um kein Hindernis für die Translationsbewegung des beweglichen Anschlags 12 längs einer Achse parallel zur Achse X zu bilden. Mit anderen Worten, können die Stangen 13 aus einer Arbeitsposition, in der sie auf dem Ni­ veau P liegen, in eine Ruheposition verlagert werden, in der sie auf einem tieferen Niveau bezüglich des Niveaus L sind.

Jede Baugruppe 41 umfaßt einen "U"-förmigen Korpus 42 mit ei­ nem Basisabschnitt 43, dessen Längsachse parallel zur Achse Y verläuft, und zwei seitliche Schenkelabschnitte 44, deren Längsachse parallel zur Achse Z verläuft, wobei das obere Ende der Abschnitte 44 die Stange 13 trägt. Von dem Abschnitt 43 erstrecken sich ein zentraler Fortsatz 45 mit einer Horizontalbohrung 46 und zwei seitliche Fortsätze 47 nach un­ ten. Die Baugruppe 41 umfaßt zwei vertikale Streben 48, die oben an ei­ nem entsprechenden seitlichen Fortsatz 47 befestigt sind und unten eine Ringnut 51 aufweisen, wobei ein zentraler Abschnitt der Strebe 48 in ei­ nem vertikalen Sitz 52 aufgenommen ist, ausgearbeitet in dem Korpus 33, und der Abschnitt der Strebe 48, der mit der Ringnut 51 versehen ist, außerhalb des Sitzes 52 unter dem Korpus 33 liegt. Die Baugruppe 41 um­ faßt ferner ein Organ 53 für das selektive Kuppeln bzw. Entkuppeln des Korpus 42 mit bzw. von der Traverse 24 und ein Organ 54 für das selekti­ ve Kuppeln bzw. Entkuppeln des Korpus 42 mit bzw. von dem Schlitten 21. Das Organ 53 umfaßt einen pneumatischen Betätiger 55, getragen von der Traverse 24, und mit einer horizontalen Kolbenstange 56, die aus einer Kupplungsposition, in der sie in die Bohrung 46 eingreift, in eine Ent­ kupplungsposition, in der sie nicht in die Bohrung 46 eingreift, verla­ gerbar ist. Das Organ 54 umfaßt zwei pneumatische Betätiger 57, einen für jede Strebe 48. Die Betätiger 57 sind von dem Schlitten 21 getragen und mit entsprechenden horizontalen Kolbenstangen 58 versehen, die axial verlagerbar sind zwischen zwei Positionen. Jede Kolbenstange 58 trägt über eine Platte 61 einen horizontalen Stift 62, der in einer ersten Po­ sition der Kolbenstange 58 von einer Seite in die Nut 51 eingreift und in einer zweiten Position der Kolbenstange 58 die Nut 51 freigibt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Maschine schließlich eine Elektronik­ einheit 63 für die Überwachung und Steuerung der Motoren 22 und 26. Mit dieser Steuereinheit 63 sind Sensoren 64 und 65 verbunden, um die Posi­ tion längs des entsprechenden Trägers 3 oder 4 der Arbeitseinheiten 7 und 8 bzw. die Axialposition der Wellen 31 und damit die Längsposition einer zur Achse Z parallelen Achse der Arbeitsköpfe 23 zu erfassen. Die­ se Sensoren 64 und 65 sind vorzugsweise von Codiergebern gebildet, ange­ bracht an den Motoren 22 und 26. In Fig. 1 ist auch der Anschlag 12 mo­ torisiert und zu diesem Zweck mit einem Motor 66 versehen, der von der Steuereinheit 63 gesteuert wird und damit die Position des Anschlags 12 längs des Trägers 4 bestimmt. Die Hydraulikmotoren 25 werden von einer Hydrauliksteuereinheit 67 gesteuert, die ihrerseits von der Steuerein­ heit 63 gesteuert wird. Die pneumatischen Betätiger 14a, 55 und 57 wer­ den von einer pneumatischen Steuereinheit 68 gesteuert, die ihrerseits von der elektronischen Steuereinheit 63 gesteuert ist.

Im Einsatz werden in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu bearbeitenden Werkstücks 2, der Anzahl der im Werkstück 2 herzustellen­ den Löcher und der Zone des Werkstücks 2, in der die Löcher herzustellen sind, sich die Arbeitseinheiten 7 und 8 längs der entsprechenden Träger 3 und 4 einstellen. Nachdem die Arbeitsebene mit einem Werkstück 2 be­ schickt worden ist, wird zunächst das Werkstück 2 in Anschlag an den An­ schlägen 11 und 12 positioniert unter entsprechender Verlagerung des An­ schlags 12, und danach werden die Preßvorrichtungen 14 angesteuert, um das Werkstück 2 gegen die Arbeitsebene zu blockieren. Nacheinander bewe­ gen sich mittels der Motoren 26 die Arbeitsköpfe 23 in Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück, und mittels der Motoren 25 werden die Bohr­ werkzeuge 23c angesteuert und erzeugen die Bohrungen bis zu der vorge­ schriebenen Tiefe. Während der Phase des Abbohrens bleiben die Stangen 13 auf einem festen Niveau, indem das Organ 54 die Kupplung des Korpus 42 mit dem Schlitten 21 bewirkt, der nicht für vertikale Translationsbe­ wegung freigegeben ist, und das Organ 53 realisiert die Entkupplung zwi­ schen dem Korpus 42 und der Traverse 24, die während der Phase des Boh­ rens ihrerseits längs einer Vertikalachse verlagert wird. Wenn man die Arbeitseinheit 7 in die oben erwähnte Parkzone bringen möchte, steuert man, um nicht die Verlagerung des Anschlags 12 längs des Trägers 4 zu behindern, mittels des Motors 26, natürlich in Abwesenheit eines Werk­ stücks 2 auf der Arbeitsebene, die Verlagerung nach oben der Traverse 24, bis die Kolbenstange 56 koaxial mit der Bohrung 46 ist, und man steuert den Betätiger 55, um das Einfügen der Kolbenstange 56 in die Bohrung 46 zu erzielen, und man steuert die Betätiger 57, um mittels der Kolbenstangen 58 das Eindringen des Stiftes 62 in die Nut 51 zu bestim­ men, und schließlich wird mittels des Motors 26 die Translation nach un­ ten der Traverse 24 bewirkt, welche hinten den Korpus 42 mit der ent­ sprechenden Stange 13 trägt. Wenn das Niveau der Stange 13 unter das Ni­ veau L abgesenkt ist, steuert man die Translation der Einheit 7 in Rich­ tung der Parkzone nahe dem Ständer 6.

Aus obiger Beschreibung werden die Vorteile deutlich, die bei Anwendung der vorliegenden Erfindung resultieren.

Insbesondere wird eine Maschine geschaffen, bei der die Verla­ gerung der Arbeitsköpfe 23 von einem Motor 26 bewirkt wird und von einem Sensor 65 kontrolliert wird. Dies ermöglicht eine effiziente und schnel­ le Kontrolle des Arbeitshubes der Werkzeuge 23c und somit eine extrem genaue Steuerung der Tiefe der in dem Werkstück 2 hergestellten Bohrung. Im übrigen benötigt die Maschine keine Endschalter, die jedesmal ver­ stellt werden, wenn der Arbeitshub sich ändert, und keine Dämpfer für das Dämpfen des Arbeitshubes der Arbeitseinheit entsprechend der Endpe­ riode des Bohrens, indem über in der Steuereinheit 63 programmierte Pa­ rameter die Länge der Werkzeuge 23c und die Tiefe der im Werkstück 2 herzustellenden Bohrungen abgespeichert sind, derart, daß die Steuerein­ heit in angemessener Weise die Phase des Bohrens überwachen kann. Die Anwendung der Motoren 26 ermöglicht, die Translationsgeschwindigkeit der Köpfe 23 in Abhängigkeit von Charakteristiken der Werkzeuge 23c und der Materialien, aus denen das Werkstück 2 hergestellt ist, zu verändern, wie auch in Funktion von dem Arbeitshub der Köpfe 23. Da beispielsweise der Gesamtarbeitshub die Summe des Leerhubes des Kopfes 23 für die Annä­ herung seiner Werkzeuge 23c an das Werkstück 2 und des Hubes ist, der von dem Kopf 23 während des Bohrens durchlaufen wird, ist es offensicht­ lich, daß der erste, der Leerhub, von dem Kopf 23 mit einer erhöhten Ge­ schwindigkeit durchlaufen werden kann, da es sich nicht um einen für die Arbeit effizienten Hub handelt. Im übrigen ist im Unterschied zu gegen­ wärtigen Maschinen, in denen die untere Endschalterposition des Kopfes relativ zum Werkstück festgelegt ist und darüber hinaus entfernt von dem Werkstück, ist es mit den Motoren 26 möglich, während des Herausziehens der Werkzeuge 23c aus dem Werkstück 2 den Kopf 23 auf ein Niveau zu bringen, in welchem die Spitze der Werkzeuge 23c nahe dem erwähnten Ni­ veau P liegt und damit viel näher dem Werkstück 2, das in Bearbeitung ist. Mit den Motoren 26 erzielt man somit eine viel effizientere und schnellere Steuerung des Arbeitshubes der Werkzeuge 23c, so daß sich ei­ ne höhere Produktivität ergibt, indem die Totzeiten auf ein Minimum ge­ bracht werden. Im übrigen führt der Einsatz von Hydraulikmotoren 25 für den Antrieb der Werkzeuge 23c zu einer Serie von Vorteilen, wie der Ver­ fügbarkeit einer höheren Leistung und einer geringeren Abmessung im Ver­ hältnis zu gegenwärtig verwendeten Elektromotoren, wobei es bekannt ist, daß die Hydraulikmotoren eine Leistung proportional der benötigten Lei­ stung liefern, während bei Elektromotoren mit zunehmender zu übertragen­ der Leistung auch die Abmessungen derselben größer werden. Es ist dar­ über hinaus offensichtlich, daß, je größer die Motoren in ihren Abmes­ sungen sind, desto größer auch die Abmessungen der Köpfe sind und somit desto größer der Abstand zwischen zwei benachbarten Arbeitseinheiten sein wird. Die Hydraulikmotoren 25 können in Linie mit dem Kopf 23 in­ stalliert werden, und es werden somit keine komplizierten Mechanismen für die Übertragung der Bewegung zu den Werkzeugen 23c benötigt, während gleichzeitig das Gehäuse 25a auch die Funktion der Abstützung der Köpfe 23 übernehmen kann. Schließlich weisen Hydraulikmotoren eine geringere Geräuschentwicklung im Vergleich mit Elektromotoren auf, da sie nicht, wie die letzteren, ein Belüftungssystem für ihre Kühlung benötigen.

Die Maschine ist schließlich mit einem System für jede Ar­ beitseinheit 7 für das Absenken der Stangen 13 versehen, die in ihrer Gesamtheit die Arbeitsebene definieren. Wie oben beschrieben, ermöglicht dieses System, die Abmessungen der Arbeitsebene relativ zu den Abmessun­ gen des in Arbeit befindlichen Werkstücks 2 zu definieren, ermöglicht eine bessere Manövrierbarkeit des beweglichen Anschlags 12 und ermög­ licht das Parken der im Weg stehenden Arbeitseinheit 7 in einer hierfür vorgesehenen Zone. Insgesamt ist die Maschine prädisponiert für die Be­ arbeitung auch von Werkstücken mit geringen Abmessungen, ohne daß es er­ forderlich würde, für längere Zeiten die Maschinen auszuschalten, um Teile der Arbeitsebene zu demontieren, damit diese im Wege stehenden Ar­ beitseinheiten transferiert werden können.

Claims (10)

1. Werkzeugmaschine für das Bohren von Werkstücken (2), bei der drei Achsen (X, Y und Z) definiert sind, von denen eine erste Achse (X) horizontal verläuft und die Längsachse der Maschine bildet, eine zweite Achse (Y) horizontal und senkrecht zur ersten Achse (X) verläuft und eine dritte Achse (Z) vertikal verläuft, umfassend:
zwei horizontale Träger (3 und 4), ein unterer und ein oberer, die parallel zueinander und zur ersten Achse (X) sind,
eine Mehrzahl von von einem der Träger (3 oder 4) getragenen, längs der Längsachse des Trägers (3 oder 4) beweglichen und mit minde­ stens einem, mit Werkzeugen (23c) für das Bohren längs einer Vertikal­ achse eines Werkstücks (2) bestückten Arbeitskopf (23) versehenen ersten Arbeitseinheiten (7 oder 8),
eine horizontale Arbeitsebene (13), auf der das Werkstück (2) auf einem ersten Niveau (P) abgestützt ist,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten (7 oder 8) einen von einem zugeordneten Träger (3 oder 4) getragenen und längs dessen Läng­ sachse beweglichen Schlitten (21) umfaßt, und mindestens einer der von dem Schlitten getragenen und mit ihm längs der Längsachse des betreffen­ den Trägers (3 oder 4) beweglichen Arbeitsköpfe (23) unabhängig von dem Schlitten (21) längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Vertikal­ achse beweglich ist,
dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten Arbeitseinheiten (7 oder 8) einen ersten Motor (26) für die Verlagerung des Kopfes (23) längs der zur dritten Achse (Z) parallelen Achse und eine Getriebebau­ gruppe (27) zum Übertragen der Bewegung des ersten Motors (26) auf den Kopf umfaßt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Arbeitseinheiten (7) von dem unteren Träger (3) abgestützt sind und daß sie eine Mehrzahl von zweiten Arbeitseinheiten (8), abgestützt von dem oberen Träger (4), umfaßt, welche zweiten Arbeitseinheiten längs der Längsachse des oberen Trägers (4) beweglich sind und mit mindestens einem Arbeitskopf (23) versehen sind, der Werkzeuge (23c) für das Bohren längs einer Vertikalachse des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks (2) aufweist, daß die zweiten Arbeitseinheiten (8) ähnlich den ersten Ar­ beitseinheiten (7) sind und somit einen ersten Motor (26) für die Steue­ rung der Verlagerung längs der genannten zu der dritten Achse (Z) paral­ lelen Vertikalachse des Kopfes (23) sowie eine Getriebebaugruppe (27) für die Übertragung der Bewegung des ersten Motors (26) auf den Kopf (23) umfassen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine dritte Arbeitseinheit (9) umfaßt, die mit minde­ stens einem Arbeitskopf (23) versehen ist, der Werkzeuge (23c) für das Bohren längs einer Horizontalachse des in Bearbeitung befindlichen Werk­ stücks (2) aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Motor eine umlaufende Motorwelle (26a) mit einer horizontalen und zu der zweiten Achse (Y) parallelen Längsachse aufweist und daß die Ge­ triebebaugruppe (27) ein 90°-Umsetzgetriebe ist, in dem die Drehbewegung der Motorwelle (26a) um eine Horizontalachse in eine translatorische Be­ wegung längs einer Vertikalachse des Kopfes (23) umgesetzt wird.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede erste und zweite Arbeitseinheit (7 und 8) zwei Köpfe (23) aufweist und daß die Getriebebaugruppe (27) umfaßt:
eine längs ihrer eigenen Achse parallel zu der zweiten Achse (Y) bewegliche, im Innern des Schlittens (21) installierte Welle (31), eine Übertragungskupplung (29), installiert zwischen der beweglichen Welle (31) und der Motorwelle (26a), um die Drehbewegung der Motorwelle (26a) in eine translatorische Bewegung der beweglichen Welle (31) umzu­ setzen,
zwei verzahnte Abschnitte (32), eingearbeitet längs der beweg­ lichen Welle (31),
zwei Paare von vertikalen Stäben (34), die beweglich längs ei­ ner zur dritten Achse (Z) parallelen Vertikalachse sind und an einem oberen Ende (34a) die Köpfe (23) abstützen,
einen verzahnten Abschnitt (35), eingearbeitet auf jedem der vertikalen Stäbe (34),
einen Korpus (33), der in seinem Innern einen horizontalen Sitz (33a) zur Aufnahme des verzahnten Abschnitts (32) der beweglichen Welle (31) und vertikale Sitze (33b) zur Aufnahme der verzahnten Ab­ schnitte (35) der vertikalen Stäbe (34) aufweist, und
zwei Getrieberitzel (36) mit Horizontalachse, die in dem Kor­ pus (33) installiert sind und von denen jedes im Eingriff mit einem der verzahnten Abschnitte (32) der beweglichen Welle (31) ist sowie im Ein­ griff mit den verzahnten Abschnitten (35) eines Paares der vertikalen Stäbe (34).

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) umfaßt:
eine horizontale Traverse (24) parallel zu der zweiten Achse (Y), getragen von dem Schlitten (21), für die Abstützung der Köpfe (23), welche Traverse mit dem Schlitten (21) längs der Längsachse des entspre­ chenden Trägers (3 oder 4) beweglich ist und unabhängig von dem Schlit­ ten (21) längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen, vertikalen Achse beweglich ist, und
einen Hydraulikmotor (25) für jeden der Arbeitsköpfe (23) mit einem Gehäuse (25a), das unten an der Traverse (24) befestigt ist und oben an dem entsprechenden Kopf (23),
welcher Hydraulikmotor (25) das Antriebsorgan der Werkzeuge (23c) ist, während das Gehäuse (25a) die Funktion der Abstützung des entsprechenden Kopfes (23) übernimmt.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen ersten Ständer (5) für die Abstützung eines ersten Längsendes der Träger (3 und 4),
einen zweiten Ständer (6) für die Abstützung eines zweiten Längsendes der Träger (3 und 4),
einen Festanschlag (11), der nahe dem ersten Ständer (5) befe­ stigt ist und an den sich ein erster Seitenrand des in Bearbeitung be­ findlichen Werkstücks (2) anlegt,
einen längs einer zu der ersten Achse (X) parallelen Achse be­ weglichen Anschlag (12), der sich nach unten bis zu einem zweiten Niveau (L) unterhalb des ersten Niveaus (P) erstreckt, von dem oberen Träger (4) getragen ist und gegen den sich ein zweiter, dem ersten gegenüber­ liegender Seitenrand des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks (2) ab­ stützt,
eine Mehrzahl von horizontalen Stangen (13), die die Arbeits­ ebene definieren und über eine Supportbaugruppe (41) von der ersten Ar­ beitseinheit (7) abgestützt werden, und
Mittel zum Steuern der Verlagerung der horizontalen Stangen (13) aus einer Arbeitsposition, in der sie sich auf dem ersten Niveau (P) befinden, in eine Ruheposition, in der sie auf einem Niveau unter­ halb des zweiten Niveaus (L) liegen.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel den ersten Motor (26), die Getriebebaugruppe (27), ein er­ stes Organ (53) für das selektive Kuppeln und Entkuppeln der Supportbau­ gruppe (41) bezüglich der Traverse (24) und ein zweites Organ (54) für das selektive Kuppeln und Entkuppeln der Supportbaugruppe (41) bezüglich des Schlittens (21) umfassen.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der ersten Arbeitseinheiten (7) mindestens eine der horizontalen Stangen (13) zugeordnet ist und die Supportbaugruppe (41) ein "U"-förmi­ ges Element (42) umfaßt, das somit einen Basisabschnitt (43) mit einer Längsachse parallel zu der zweiten Achse (Y) und zwei seitliche Schen­ kelabschnitte (44) mit Längsachsen parallel zu der dritten Achse (Z) aufweist, wobei das obere Ende der seitlichen Schenkelabschnitte (44) eine der horizontalen Stangen (13) trägt, daß das erste Organ (53) einen ersten pneumatischen Betätiger (55), getragen von der Traverse (24) und mit einer horizontalen Kolbenstange (56) versehen, umfaßt, welche Kol­ benstange zwischen einer Kupplungsposition, in der sie in eine in das Element (42) eingearbeitete Bohrung (46) eingreift, und einer Entkupp­ lungsposition verlagerbar ist, in der sie von der Bohrung frei ist, und daß das zweite Organ (54) mindestens einen zweiten pneumatischen Betäti­ ger (57) umfaßt, getragen von dem Schlitten (21) und mit einer horizon­ talen Kolbenstange (58) versehen, die zwischen zwei Positionen verlager­ bar ist, nämlich einer, um das Element (42) mechanisch mit dem Schlitten (21) zu verbinden, und der anderen für das Freimachen des Elementes (42) von dem Schlitten (21).

10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
eine Mehrzahl zweiter Motoren (22) für die Bewegung der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8),
eine Mehrzahl von Sensoren (64 und 65) für das Erfassen der Längsposition auf dem zugeordneten Träger (3 oder 4) der Arbeitseinheit (7 und 8) bzw. der Axialposition der beweglichen Wellen (31) und somit der Längsposition einer Achse parallel zu der dritten Achse (Z) der Ar­ beitsköpfe (23),
eine Hydrauliksteuereinheit (67) für die Steuerung der Hydrau­ likmotoren (25),
eine Pneumatiksteuereinheit (68) für die Steuerung der Betäti­ ger (55 und 57), und
eine Elektroniksteuereinheit (63), an die die Sensoren (64 und 65) und die Versorgung der ersten und zweiten Motoren (22 und 26) sowie die Hydrauliksteuereinheit (67) und die Pneumatiksteuereinheit (68) angeschlossen sind.