DE19636139A1 - Werkzeugmaschine für Bohrarbeiten - Google Patents

Werkzeugmaschine für Bohrarbeiten

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    • B27M1/00Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching
    • B27M1/08Working of wood not provided for in subclasses B27B - B27L, e.g. by stretching by multi-step processes

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 be­ steht in der Tatsache, daß der bewegliche Anschlag eine begrenzte Beweg­ lichkeit hat, indem die Horizontalstangen der Arbeitsebene auf einem Ni­ veau liegen derart, daß sie ein Hindernis für eine eventuelle Verlage­ rung des beweglichen Anschlages in Richtung auf den Festanschlag bilden. Es ist nämlich festzuhalten, daß in dem Falle, daß ein in Bearbeitung befindliches Werkstück verringerte Abmessungen aufweist, es erforderlich sein kann, daß der bewegliche Anschlag in Richtung auf den Festanschlag verlagert werden muß, um sich relativ zu jenem mit einem Abstand anzu­ ordnen, der kleiner ist als die Breite des Raumes, der von allen Ar­ beitseinheiten eingenommen wird, wodurch jede sperrende Arbeitseinheit obligatorisch in Richtung des dem den Festanschlag tragenden Ständers entgegengesetzten Ständers in eine hierfür vorgesehene Parkzone verla­ gert werden muß. Um dies auszuführen, ist es gegenwärtig erforderlich, die Horizontaltraverse der sperrenden Arbeitseinheit zu demontieren, um sie verlagern zu können.
Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Maschine besteht in der Tatsache, daß die Mittel zum Verlagern der Arbeitseinheit längs der Vertikalachse für die Steuerung des Arbeitshubes der Arbeitseinheit obere und untere Endschaltereinrichtungen benötigt, welche Endschalter­ einrichtungen gegenwärtig Organe bilden, die manuell betätigbar sind. Im übrigen ist gegenwärtig die Geschwindigkeit der Arbeitseinheit während ihres Weges konstant, während es zweckmäßig wäre, unterschiedliche Ge­ schwindigkeiten während jeder Periode der Bohrarbeit vorzusehen. In die­ ser Maschine können Dämpfungsvorrichtungen vorgesehen sein, um den Ar­ beitshub der Arbeitseinheit entsprechend der Endperiode des Bohrens zu dämpfen.
Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Maschine besteht in der Schwierigkeit, Elektromotoren für den Antrieb der Bohrspindeln zu installieren, welche Schwierigkeit zu komplizierten Konstruktionen auf Seiten der Maschine führt, indem die Arbeitseinheit mit einer Baugruppe versehen werden muß, welche die Elektromotoren abstützt und die Übertra­ gung der Bewegung der Welle dieser Motoren auf die Bohrspindeln ermög­ licht.
Bei der oben beschriebenen Maschine treten demgemäß konstruk­ tive und funktionelle Probleme auf, die, wie später deutlicher erkenn­ bar, die Produktivität derselben begrenzen und eine komplizierte Kon­ struktion mit sich bringen und infolgedessen hohe Produktionskosten der­ selben.
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 dem unteren 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, gebildet von einer Mehrzahl von horizontalen, zu der zweiten Achse parallelen Stangen, auf denen das Werkstück auf einem ersten Niveau abgestützt ist, wobei jede der ersten Arbeitseinheiten mindestens eine der horizontalen Stangen abstützt,
einen längs einer zur ersten Achse parallelen Achse bewegli­ chen Anschlag, der sich nach unten bis zu einem zweiten Niveau er­ streckt, das tiefer liegt als das erste Niveau, und der von dem oberen Träger getragen ist und an dem sich ein erster Seitenrand des in Bear­ beitung befindlichen Werkstücks abstützt,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten einen von dem unteren Träger getragenen und längs dessen Längsachse beweglichen Schlitten und mindestens einen von dem Schlitten getragenen Arbeitskopf umfaßt, der mit dem Schlitten längs der Längsachse des unteren Trägers beweglich ist sowie, unabhängig von dem Schlitten, längs einer zu der dritten Achse parallelen Achse,
eine Antriebsvorrichtung für die Verlagerung des Kopfes längs der zu der dritten Achse parallelen Achse,
dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Stangen selektiv aus einer Arbeitsposition, in der sie sich auf dem ersten Niveau befin­ den, in eine Ruheposition verlagerbar sind, in der sie sich auf einem Niveau unterhalb des zweiten Niveaus befinden, und daß jede ersten Ar­ beitseinheit Steuermittel für die Verlagerung der horizontalen Stangen aufweist.
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 oberem 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 V, 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 ist die Maschine mit einem System für jede Ar­ beitseinheit 7 versehen, um die Stange 13 abzusenken, welche in ihrer Gesamtheit die Arbeitsebene definieren. Wie oben beschrieben, ermöglicht das System die Definition von Dimensionen der Arbeitsebene relativ zu den Dimensionen des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks 2, ermöglicht eine überlegene Manövierbarkeit des beweglichen Anschlags 12 und ermög­ licht das Parken der im Weg stehenden Arbeitseinheit 7 in einer hierfür vorgesehenen Parkzone. Die Maschine ist demgemäß prädisponiert für die Bearbeitung auch von Werkstücken 2 mit verringerten Abmessungen, ohne daß es erforderlich wäre, für längere Zeit die Maschine stillzusetzen, um Teile der Arbeitsebene zu demontieren und damit die Transferierbar­ keit der Arbeitseinheit 7 zu ermöglichen, die im Wege steht.
Im übrigen wird eine Maschine realisiert, bei der die Verlage­ rung der Köpfe 23 von einem Motor 26 gesteuert wird und überwacht wird von einem Sensor 65. Dies ermöglicht eine effiziente und schnelle Steue­ rung des Arbeitshubes der Werkzeuge 23c und damit eine extrem genaue Steuerung der Tiefe des in dem Werkstück 2 hergestellten Loches. Im übrigen benötigt die Maschine keine Endschalter, die jedesmal zu ver­ stellen sind, wenn der Arbeitshub sich ändert, und auch keine Dämpfer für das Dämpfen des Hubes der Arbeitseinheit nahe der Endperiode der Herstellung der Bohrungen, indem über die programmierten Parameter in der Steuereinheit 63 die Länge des Werkzeugs 23c und die Tiefe des im Werkstück 2 herzustellenden Loches abgespeichert sind, derart, daß die Steuereinheit 63 in angemessener Weise die Phase des Abbohrens überwa­ chen kann. Die Verwendung des Motors 26 ermöglicht die Veränderung der Translationsgeschwindigkeit der Köpfe 23 in Abhängigkeit von den Charak­ teristiken der Werkzeuge 23c und des Materials, aus dem das Werkstück 2 hergestellt wurde, und in Funktion des Arbeitshubes der Köpfe 23. Da beispielsweise der Gesamtarbeitshub die Summe des Leerhubs des Kopfes 23 zum Erreichen des Werkstücks 2 mit seinem Werkzeug 23c und des Hubes ist, der von dem Kopf 23 während des Bohrens durchlaufen wird, ist es offensichtlich, daß der erste Leerhub von dem Kopf 23 mit einer erhöhten Geschwindigkeit durchlaufen werden kann, da es sich um keinen tatsächli­ chen Arbeitshub handelt. Im übrigen ist es im Unterschied zu den gegen­ wärtigen Maschinen, in denen die Position des unteren Endschalters des Kopfes relativ zu dem Werkstück festliegt und entfernt von dem Werk­ stück, mit dem Motor 26 möglich, während des Herausziehens der Werkzeuge 23c aus dem Werkstück 2, den Kopf 23 auf ein Niveau zu bringen, in dem die Spitzen der Werkzeuge 23c dicht unterhalb des Niveaus P sind und da­ mit viel näher am Werkstück 2. Mit dem Motor 26 kann man deshalb eine viel effizientere und schnellere Steuerung des Arbeitshubes der Werkzeu­ ge 23c erzielen und damit eine verbesserte Produktivität realisieren, indem die Totzeiten minimal gemacht werden.
Schließlich ermöglicht die Verwendung von Hydraulikmotoren 25 für den Antrieb der Werkzeuge 23c eine Reihe von Vorteilen hinsichtlich der Verfügbarkeit einer höheren Leistung und einer geringeren Ausladung relativ zu gegenwärtig eingesetzten Elektromotoren, wobei festzuhalten ist, daß die Hydraulikmotoren eine Leistung bereitstellen, die ver­ gleichbar ist mit der von Elektromotoren größerer Abmessungen erzeugten Leistung und daß die übertragene Leistung höher ist bei kleineren Abmes­ sungen. Es ist offensichtlich, daß, je größer die Ausladung der Motoren ist, desto größer auch die Ausladung der Köpfe ist und damit der Abstand zwischen zwei benachbarten Arbeitseinheiten. Die Hydraulikmotoren 25 können in Linie mit dem Kopf 23 installiert werden und dadurch keine komplizierten Mechanismen für die Übertragung der Bewegung auf die Werk­ zeuge 23c benötigen und wobei mit dem eigenen Gehäuse 25a auch die Funk­ tion der Abstützung der Köpfe 23 erfüllt wird. Schließlich weisen Hy­ draulikmotoren eine geringere Geräuschentwicklung im Vergleich mit Elek­ tromotoren auf, indem sie nicht, wie die letzteren, Lüftungsflügel für die Kühlung benötigen.

Claims (12)

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 dem unteren Träger (3) getragenen, längs der Längsachse des Trägers (3) beweglichen und mit mindestens einem, mit Werkzeugen (23c) für das Bohren längs einer Vertikalachse eines Werk­ stücks (2) bestückten Arbeitskopf (23) versehenen ersten Arbeitseinhei­ ten (7),
eine horizontale Arbeitsebene, gebildet von einer Mehrzahl von horizontalen, zu der zweiten Achse (Y) parallelen Stangen (13), auf de­ nen das Werkstück (2) auf einem ersten Niveau (P) abgestützt ist, wobei jede der ersten Arbeitseinheiten (7) mindestens eine der horizontalen Stangen (13) abstützt,
einen längs einer zur ersten Achse (X) parallelen Achse beweg­ lichen Anschlag (12), der sich nach unten bis zu einem zweiten Niveau (L) erstreckt, das tiefer liegt als das erste Niveau (P), und der von dem oberen Träger (4) getragen ist und an dem sich ein erster Seitenrand des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks (2) abstützt,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten (7) einen von dem unte­ ren Träger (3) getragenen und längs dessen Längsachse beweglichen Schlitten (21) und mindestens einen von dem Schlitten (21) getragenen Arbeitskopf (23) umfaßt, der mit dem Schlitten (21) längs der Längsach­ se des unteren Trägers (3) beweglich ist sowie, unabhängig von dem Schlitten (21), längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Achse,
eine Antriebsvorrichtung (26 und 27) für die Verlagerung des Kopfes (23) längs der zu der dritten Achse (Z) parallelen Achse,
dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Stangen (13) se­ lektiv aus einer Arbeitsposition, in der sie sich auf dem ersten Niveau (P) befinden, in eine Ruheposition verlagerbar sind, in der sie sich auf einem Niveau unterhalb des zweiten Niveaus (L) befinden, und daß jede erste Arbeitseinheit (7) Steuermittel für die Verlagerung der horizonta­ len Stange (13) aufweist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ähnlich den ersten Arbeitseinheiten (7) eine Mehrzahl von zweiten Ar­ beitseinheiten (8) umfaßt, die auf dem oberen Träger (4) abgestützt sind, längs dessen Längsachse beweglich sind und mit mindestens einem Arbeitskopf (23) versehen sind, der Werkzeuge (23c) für das Bohren längs einer Vertikalachse des in Arbeit befindlichen Werkstücks (2) aufweist.
3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine dritte Arbeitseinheit (9) aufweist, versehen mit mindestens einem Arbeitskopf (23), der Werkzeuge (23c) für das Bohren längs einer horizontalen Achse des in Arbeit befindlichen Werkstücks (2) aufweist.
4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für jede der ersten bzw. zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) einen ersten Motor (26) für das Steuern der Verlagerung längs der zur dritten Achse (Z) parallelen Vertikalachse des Kopfes (23) sowie eine Getriebebaugruppe (27) für die Übertragung der Bewegung des ersten Mo­ tors (26) auf den Kopf (23) umfaßt.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel den ersten Motor (26) und die Getriebebaugruppe (27) umfas­ sen.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Motor (26) eine rotierende Motorwelle (26a) mit einer horizontalen und zur zweiten Achse (Y) parallelen Längsachse aufweist und daß die Ge­ triebebaugruppe (27) ein 90°-Getriebe ist, in dem die Drehbewegung der Motorwelle (26a) um eine Horizontalachse in eine translatorische Bewe­ gung längs einer Vertikalachse des Kopfes (23) umgesetzt wird.
7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) eine Horizontaltraver­ se (24) parallel zu der zweiten Achse (Y) aufweist, getragen von dem Schlitten (21), welche Traverse den Kopf (23) abstützt, mit dem Schlit­ ten (21) längs der Längsachse des entsprechenden Trägers (3 oder 4) be­ weglich ist und unabhängig von dem Schlitten (21) längs einer Vertikal­ achse parallel zu der dritten Achse (Z) beweglich ist, und daß jede der ersten Arbeitseinheiten (7) eine Supportbaugruppe (41) für eine zugeord­ nete Horizontalstange (13) aufweist.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel ein erstes Organ (53) für das selektive Kuppeln bzw. Ent­ kuppeln der Supportbaugruppe (41) mit bzw. von der Traverse (24) und ein zweites Organ (54) für das selektive Kuppeln bzw. Entkuppeln der Sup­ portbaugruppe (41) mit bzw. von dem Schlitten (21) aufweist.
9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Supportbaugruppe (41) ein "U"-förmiges Element (42) umfaßt mit einem Ba­ sisabschnitt (43) mit einer zu der zweiten Achse (Y) parallelen Längs­ achse und zwei seitlichen Schenkelabschnitten (44) mit Längsachsen par­ allel zu der dritten Achse (Z), wobei das obere Ende der seitlichen Schenkelabschnitte (44) eine der horizontalen Stangen (13) abstützt, daß das erste Organ (53) einen ersten pneumatischen Betätiger (55), getragen von der Traverse (24), und mit einer horizontalen Kolbenstange (56) ver­ sehen, die verlagerbar ist zwischen einer Kupplungsposition, in der sie in eine Bohrung (46), eingearbeitet in das Element (42), und einer Ent­ kupplungsposition, in der sie von der Bohrung (46) freikommt, umfaßt und das zweite Organ (54) mindestens einen zweiten pneumatischen Betätiger (57) umfaßt, abgestützt von dem Schlitten (21) und versehen mit einer horizontalen Kolbenstange (58), die axial verlagerbar ist zwischen zwei Positionen, nämlich einer, um das Element (42) mechanisch mit dem Schlitten (21) zu verbinden, und der anderen, um das Element (42) von dem Schlitten (21) zu entkuppeln.
10. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) zwei Köpfe (23) umfaßt und daß die Getriebebaugruppe (27) umfaßt:
eine längs ihrer zu der zweiten Achse (V) parallel verlaufen­ den Achse (Y) verlagerbare Welle (31), eingebaut in das Innere des Schlittens (21),
eine Übertragungskupplung (29), die zwischen der beweglichen Welle (31) und der Motorwelle (26a) eingefügt ist zum Umsetzen der Dreh­ bewegung der Motorwelle (26a) in eine translatorische Bewegung der be­ weglichen Welle (31),
zwei verzahnte Abschnitte (32), ausgearbeitet längs der beweg­ lichen Welle (31),
zwei Paare von vertikalen Stäben (34), die längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Achse vertikal verlagerbar sind und ein oberes Ende (34a) für die Abstützung der Traverse (24) aufweisen,
einen verzahnten Abschnitt (35), ausgearbeitet auf jedem der vertikalen Stäbe (34),
einen Korpus (33), der in dem Schlitten (21) installiert ist und in seinem Innern einen horizontalen Sitz (33a) zur Aufnahme des ver­ zahnten Abschnitts (32) der beweglichen Welle (31) und vertikale Sitze (33b) für die Aufnahme der verzahnten Abschnitte (35) der vertikalen Stäbe (34) aufweist, und
zwei Getrieberitzel (36) mit horizontaler Achse, installiert in dem Korpus (33) und jeweils kämmend mit einem der verzahnten Ab­ schnitte (32) der beweglichen Welle (31) und mit den verzahnten Ab­ schnitten (35) eines Paares der vertikalen Stäbe (34).
11. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) einen Hydraulikmotor (25) für jeden der Arbeitsköpfe (23) umfaßt, welcher Hydraulikmotor ein Gehäuse (25a) aufweist, das unten an der Tra­ verse (24) und oben an dem entsprechenden Kopf (23) befestigt ist, und daß der Hydraulikmotor (25) das Antriebsorgan der Werkzeuge (23c) ist und das Gehäuse (25a) die Funktion der Abstützung des entsprechenden Kopfes (23) erfüllt.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
eine Mehrzahl von zweiten Motoren (22) für die Bewegung der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8),
eine Mehrzahl von Sensoren (64 und 65) für das jeweilige Er­ fassen der Position längs des entsprechenden Trägers (3 oder 4) der Ar­ beitseinheiten (7 und 8) bzw. der Axialposition der beweglichen Welle (31) und dadurch der Position der Arbeitsköpfe (23) längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Achse,
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 Ansteuerung der ersten und zweiten Motoren (22 und 26) sowie die Hydrauliksteuereinheit (67) und die Pneumatiksteuereinheit (68) angeschlossen sind.
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