DE19745342B4

DE19745342B4 - Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE19745342B4
Application number: DE19745342A
Authority: DE
Inventors: Nobuharu Miyamoto; Shinji Nakano
Original assignee: Shin Nippon Koki KK
Current assignee: Shin Nippon Koki KK
Priority date: 1996-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JPH10113834A; US5921533A; JP3296976B2; US6021560A; DE19745342A1

Abstract

Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine zum vertikalen Bewegen eines Tisches (28) zum Abstützen eines Werkstückes, wobei die Tischhebeeinrichtung (30) umfaßt:
eine Vielzahl von sich vertikal erstreckendenden Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D), welche mit einer Unterseite des Tisches (28) verbunden sind;
eine erste Bezugsfläche, welche an einer Seite zu den Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D) angeordnet sind, zum Positionieren des Tisches (28) in einer ersten Richtung in einer horizontalen Ebene;
eine zweite Bezugsfläche, welche an einer Seite zu den Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D) angeordnet ist, zum Positionieren des Tisches (28) in einer zweiten Richtung in der horizontalen Ebene;
erste Preßeinrichtungen (65A, 65B) zum Pressen der Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) auf die erste Bezugsfläche;
zweite Preßeinrichtungen (66A) zum Pressen der Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) auf die zweite Bezugsfläche;
zumindest ein Eingriffsglied (58), wobei die Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) vertikal ausgerichtet mehrere in Eingriff...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Tischhebeeinrichtung zum Abstützen eines Tisches einer Werkzeugmaschine, auf welchem ein Werkstück angeordnet ist.
In den konventionellen Werkzeugmaschinen ist es üblicherweise der Fall, daß ein Tisch an einem Bett oder Untergestell fixiert ist und eine Bearbeitung eines auf dem Tisch angeordneten Werkstückes wird durch eine Bewegung eines Werkzeuges in unterschiedlichen Richtungen relativ zu dem Werkstück durchgeführt.
Bei einer derartigen bekannten Werkzeugmaschine muß das Werkzeug über die oberste Oberfläche des Werkstückes angehoben und unter die unterste Oberfläche des Werkstückes für eine Bearbeitung abgesenkt werden können, sodaß ein Hub des Werkzeuges groß genug sein muß, um wenigstens eine Spanne bzw. einen Abstand zwischen der obersten und der untersten Position zu überstreichen. Um den Hub einzustellen, sodaß er diesen Abstand bzw. diese Spanne überdeckt, muß ein Abstützglied zum Abstützen einer Hauptwelle in seiner Größe vergrößert werden, wobei dies in einer Vergrößerung der Größe der Werkzeugmaschine in ihrer Gesamtheit resultiert, wobei sich dies wiederum in den Kosten niederschlägt. Darüberhinaus wird die Größenzunahme eines derartigen Abstützgliedes in seiner Länge die Starrheit bzw. Steifigkeit des Abstützgliedes gegenüber Torsionsbeanspruchungen herabsetzen, woraus wahrschein lich die negative Konsequenz einer Herabsetzung der Präzision der Bearbeitung resultieren wird.

Unter Berücksichtigung des Obigen wird eine Vorrichtung, welche eine Tischhebeeinrichtung zum Abstützen eines ein Werkstück tragenden Tisches aufweist und welche in der JP 8-229758 (abstract) gezeigt ist, als eine der Gegenmaßnahmen betrachtet. Das wesentliche Merkmal einer derartigen Vorrichtung ist in 11 als eine den bekannten Stand der Technik darstellende Technologie für diese Erfindung gezeigt.

In 11 ist eine bekannte Tischbetätigungsvorrichtung gezeigt. Es ist ein Tisch 100 und eine Mehrzahl von in Eingriff bringbaren Gliedern oder Elementen 102 gezeigt, welche sich von dem unteren Abschnitt des Tisches 100 nach unten erstrecken. An jedem in Eingriff bringbaren Glied 102 sind vertikal fluchtende, in Eingriff bringbare Löcher 104 ausgebildet. Darüberhinaus bezeichnet das Bezugszeichen 106 ein Bett oder ein Untergestell und eine Vielzahl von Führungslöchern 108 sind zur Aufnahme von entsprechenden, in Eingriff bringbaren Gliedern 102 in dem Bett 106 ausgebildet. Ein Eingriffszylinder 110, welcher durch eine strichlierte Linie gezeigt ist, ist vorgesehen, um seine Kolbenstange anzutreiben, damit diese durch eines der in Eingriff bringbaren Löcher in dem in Eingriff bringbaren Glied 102 durchtritt, um die Höhe des Tisches 100 relativ zu dem Bett 106 zu fixieren, wenn für den Tisch 100 festgestellt wurde, daß er eine bestimmte Höhenposition erreicht.

Tischhebeeinrichtungen bestehen aus einer Vielzahl von Schraubeneinführungslöchern 111, wobei eine Mutter in einem oberen Abschnitt jedes Schraubenloches vorgesehen ist und eine Vorschubspindel 114 durch jedes Schraubeneinführungsloch eingeführt ist und ein Teil der Vorschubspindel kämmend mit der Mutter 112 angeordnet ist. Bei einer derartig konstruierten Tischhebeeinrichtung ist die Vorschubspindel 114 vertikal durch Antrieb eines Motors 116 verschiebbar, um den Tisch 100 anzuheben und abzusenken.

Mit einer derart konstruierten Vorrichtung wird ermöglicht, den Hub des Werkzeuges aufgrund der relativen Bewegung der Werkstück-Bearbeitungsoberfläche relativ zu dem Bett zu verringern, um dennoch den Bearbeitungsbereich zwischen der obersten und der untersten Position des an dem Tisch festgelegten Werkstückes zu überdecken. Genauer ist der Tisch 100 in seiner Höhe relativ zum Boden einstellbar, sodaß der Tisch 100 zuerst in seiner niedrigsten Position angeordnet wird; darauf wird die Vorschubspindel 114 durch den Motor angetrieben, um die Höhe des Tisches 100 auf die gewünschte Position anzuheben; sobald der Tisch die gewünschte Position erreicht, wird der Eingriffszylinder 110 aktiviert, um zu bewirken, daß seine Stange durch eines der in Eingriff bringbaren Löcher 104 durchtritt, welche an dem in Eingriff bringbaren Glied 102 ausgebildet sind, um die Höhe des Tisches 100 zu verriegeln. Sobald der Tisch 100 stabil durch die Vielzahl der in Eingriff bringbaren Glieder 102 abgestützt ist, werden die Spindeln 114 durch den Motor angetrieben, um in ihrer Position abgesenkt zu werden.

Mit der oben konstruierten Vorrichtung stellt ein Einfügen der Zylinderstange 110 in das in Eingriff bringbare Loch 104 eine genaue Positionierung des Tisches 100 in der vertikalen Richtung sicher. Es sollte jedoch auf einen Spalt bzw. ein Spiel geachtet werden, welches zwischen der äußeren Oberfläche des in Eingriff bringbaren Gliedes 102 und einer inneren Oberfläche des Führungsloches 108 gebildet ist. Aufgrund dieses Spiels kann der Tisch als Ganzes horizontal um das Ausmaß dieses Spiels verschoben werden, wodurch eine genaue Positionierung des Tisches 100 relativ zu dem Gestell verhindert wird. Zusätzlich zu diesem Nachteil besteht eine Möglichkeit, daß der Tisch 100 während des Bearbeitungsvorganges verschoben werden kann, da die Starrheit des Tisches in der horizontalen Richtung relativ gering ist. Bei Kombination dieser Nachteile würden diese die Präzisionsbearbeitung beträchtlich negativ beeinflussen. Unter diesem Gesichtspunkt besteht ein Raum für eine Verbesserung.

Die DE 296 13 345 U1 offenbart eine Bremsvorrichtung für Linearführungen. Diese Vorrichtung umfaßt ein U-förmiges Element, welches eine Linearführung umgreift. In den beiden freien Schenkeln des U-förmigen Elementes sind einander gegenüberliegende Klemmelemente vorgesehen, welche durch jeweils einen Druckzylinder gegen die Oberfläche der Führung gedrückt werden können, um das U-förmige Element an der Führung festzuklemmen. Durch dieses Verklemmen an der Führung wird jedoch nur eine kraftschlüssige Sicherung in Längsrichtung der Führung erreicht. Aus diesem Grunde kann die Sicherung in Längsrichtung der Führung insbesondere bei großen auftretenden Kräften unzureichend sein.

Die FR 2 600 384 A1 offenbart eine Führungs- bzw. Hebevorrichtung mit einem sich vertikal erstreckenden Klemmglied, einer ersten Bezugsfläche zum Positionieren des Tisches in einer ersten Richtung in einer horizontalen Ebene, einer zweiten Bezugsfläche zum Positionieren des Tisches in einer zweiten Richtung in der horizontalen Ebene sowie ersten und zweiten Presseinrichtungen jeweils zum Pressen des Klemmgliedes auf die erste und zweite Bezugsfläche.

Die DE 42 43 370 A1 offenbart eine Werkstückspannsäule mit einem Eingriffsglied und einem Klemmglied mit vertikal ausgerichteten in Eingriff bringbaren Vertiefungen.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Tischhebeeinrichtung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, welche ein genaues Positionieren eines Tisches zum Tragen eines Werkstückes in einer horizontalen Ebene bei einer vertikalen Bewegung des Tisches ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Tischhebeeinrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsform ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit dieser derart konstruierten Vorrichtung kann das genaue Positionieren des Tisches in der ersten Horizontalrichtung durch Pressen bzw. Drücken des Klemmgliedes gegen die erste Bezugsfläche bzw. -ebene durch die ersten Preßeinrichtungen erfolgen. In ähnlicher Weise kann das genaue Positionieren des Tisches in der zweiten Horizontalebene durch ein Pressen des Klemmgliedes gegen die zweite Bezugsfläche durch die zweiten Preßeinrichtungen erfolgen.

Diese und andere Ziele und Vorteile der folgenden Erfindung werden bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen genauer ersichtlich werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung;
3 ist eine perspektivische Ansicht der in der Werkzeugmaschine vorgesehenen Tischbetätigungsvorrichtung;
4 ist eine Draufsicht auf die Tischbetätigungsvorrichtung;
5 ist eine Seitenansicht auf die Tischbetätigungsvorrichtung;
6 ist eine Schnittansicht der 5 entlang einer Linie VI-VI;
7 ist eine Schnittansicht der 5 entlang einer Linie VII-VII;
8A ist eine teilweise Draufsicht im Schnitt, welche die in der Tisch betätigungsvorrichtung vorgesehenen Preßeinrichtungen und Klemmeinrichtungen zeigt;
8B ist eine Seitenansicht, welche die Preßeinrichtungen und Klemmeinrichtungen zeigt;
9 ist ein Blockdiagramm, welches Funktionen und Anordnungen einer Steuereinheit zeigt, welche für die Tischbetätigungsvorrichtung vorgesehen ist;
10 ist ein Flußdiagramm, welches Betätigungsschritte der Steuereinheit zeigt; und
11 ist eine Querschnitts-Frontansicht der Tischbetätigungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine der bevorzugten Ausführungsformen gemäß dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, weist eine Werkzeugmaschine ein Bett bzw. Untergestell 10, eine Mehrzahl von Säulen bzw. Ständern 12, welche an den linken und rechten Seiten des Bettes 10 angeordnet sind, und einen Balken bzw. Träger, und zwar einen linken und einen rechten 14A, 14B, auf, welche sich in horizontaler Richtung über die Ausrichtrichtung von jeder der rechten und linken Säulen erstrecken und welche durch die Vielzahl der Säulen an der linken und rechten Seite abgestützt sind. Ein motorbetriebener Schieber bzw. Schlitten 16 ist an jedem der Träger 14A, 14B abgestützt und ein Querträger 18, welcher sich über den linken und rechten Träger 14A, 14B erstreckt, ist gleitend durch die Schlitten 16 an den Trägern abgestützt. Ein Schieber bzw. Schlitten 20, welcher von einem Motor (nicht dargestellt) antreibbar ist, ist gleitend an dem Querträger 18 abgestützt, sodaß der Schlitten entlang der Längsrichtung des Querträgers 18 angetrieben ist. Eine Ramme bzw. ein Kolben 22 (welche(r) auch als ein Werkzeughalter bezeichnet ist) wird von der Oberseite durch den Schlitten 20 abgestützt, sodaß der Werkzeughalter 22 vertikal längs des Schlittens 20 bewegbar ist. Der Werkzeughalter 22 stützt eine sich in vertikaler Richtung erstreckende Hauptwelle ab und weist einen Motor (nicht dargestellt) zum Antreiben dieser Hauptwelle auf. Ein Werkzeugfutter 26 ist am unteren Ende der Hauptwelle vorgesehen, um sicher ein Werkzeug 27 zu halten. Der Werkzeughalter 22 ist in vertikaler Richtung durch eine Kolbenhebe-Antriebseinrichtung, bestehend aus einem Motor (nicht dargestellt) und einem Spindelantriebsmechanismus (nicht dargestellt), angetrieben.
Ein Tisch 28 zum Abstützen eines Werkstückes darauf ist auf dem Bett 10 vorgesehen und unterhalb des Tisches 28 ist eine Tischbetätigungsvorrichtung 30 vorgesehen, wie sie in den 3 bis 8 gezeigt ist.
Die Tischbetätigungsvorrichtung 30 weist eine an dem Gestell bzw. ein Bett 10 festgelegte Basis 32 auf. Auf dieser Basis 32 ist ein Motor 34 vorgesehen und die Abtriebswelle des Motors 34 ist mit einer Antriebswelle eines Getriebes 36 über eine Kupplung 35 verbunden. Dieses Getriebe 36 dient zur Übertragung der Rotation seiner Eingangs- bzw. Antriebswelle auf eine linke und rechte Abtriebswelle 38, 38, welche aus dem Getriebe 36 vorragen. Jede der Abtriebswellen 38, 38 des Getriebe 36 ist mit einer entsprechenden Eingangs- bzw. Antriebswelle 41, 41 über eine entsprechende Kupplung 40 verbunden. Jedes Getriebe 42 dient zur Übertragung des Antriebes von der Eingangswelle 41 auf eine Abtriebswelle 43 für die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung. Die Abtriebswelle 43 ist dann mit einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden Schraube bzw. Spindel 44 (eine Vorschubspindel) über einen Antriebsübertragungsmechanismus (nicht dargestellt) verbunden.
Jede Spindel 44 kämmt mit einer Mutter, welche in einer Klammer bzw. Halterung vorgesehen ist, welche an der Basis 32 befestigt ist, und ein Tischträger 46 ist an der Oberseite jeder Spindel 44 vorgesehen. Bei Betätigung eines Motors 34 werden alle Spindeln 44 gleichzeitig zu einer Drehbewegung angetrieben, um die Tischträger 46 anzuheben und abzusenken. Während die Spindel 44 für eine Bewegung nach oben gedreht wird, wird der an dem Vorderende der Spindel 44 festgelegte Tischträger 46 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Tisches 28 gebracht und hebt im Gegenzug den Tisch 28 gemeinsam mit der Aufwärtsbewegung des Tischträgers 46.
Eine Codiereinrichtung 49 ist in dem Motor 34 vorgesehen, um das Drehausmaß (Winkelverschiebung) der Abtriebswelle des Motors 34 festzustellen.
Unterhalb des Tisches 28 sind vier in Eingriff bringbare Säulen bzw. Ständer 50A, 50B, 50C, 50D befestigt vorgesehen, welche positioniert sind, um die Ecken eines Rechteckes zu bilden (5). Die Säulen weisen jeweils einen ungefähr quadratischen Querschnitt auf und weisen einen Tischverbindungsabschnitt 52A, 52B, 52C, 52D an ihrem Oberende auf. Zusätzlich ist an der seitlichen Oberfläche jeder Säule eine Vielzahl von vertikal orientierten Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 54 vorgesehen.
An der Basisseite 32 sind durchgehende Löcher 32a (6) ausgebildet, durch welche sich jede der Säulen 50A–50D erstrecken kann. Um einen Umfangsbereich des Durchtrittsloches 32a ist ein nach oben ragendes Gehäuse 56, welches einen quadratischen Querschnitt aufweist, festgelegt. Es ist ein durchgehendes Loch, das seitlich das Gehäuse 56 durchdringt bei der vorbestimmten Position ausgebildet. Ein Eingriffszylinder (nachfolgend auch als Eingriffsglied bezeichnet) 58 ist an der Seitenoberfläche des Gehäuses an der dem durchgehenden Loch 56a entsprechenden Position festgelegt. Dieser Eingriffszylinder 58 ist hydraulisch betätigbar und weist eine ausfahrbare Stange 58a auf, welche das Durchtrittsloch 58a durchdringen kann, um einen Eingriff mit einer den entsprechenden Vertiefungen 54 zu ermöglichen, um die ausgefahrene Position der Säule 50 relativ zu der Basis 32 aufrechtzuerhalten. Der Eingriffszylinder 58 ist in seinem Zustand zwischen einem ausgefahrenen Zustand, in welchem, wie oben erwähnt, die Stange eines der Durchtrittslöcher 56a des Gehäuses 56 durchdringt und sein vorderes Ende in eine der Vertiefungen 54 eingepaßt ist, welche an den Säulen 50A–50D vorgesehen sind, um die vertikal ausgefahrene Position der Säule relativ zur Basis 32 aufrechtzuerhalten, und einem zurückgezogenen Zustand verschiebbar, in welchem die Stange 58 aus der Vertiefung 54 zurückgezogen ist, um eine vertikale Bewegung der Säulen 50A–50D relativ zur Basis 32 zu erlauben. Demgemäß ist, wenn sich die vier ausfahrbaren Stangen 59a in dem ausgefahrenen Zustand befinden, der Tisch 28 an seinem Boden durch die Säulen 50A–50D abgestützt.
Nachfolgend werden Einrichtungen für ein horizontales Positionieren jeder Säule und ein Klemmen bzw. Festlegen derselben unter Bezugnahme auf die 3, 7 und 8 erläutert.
Ein Paar von Auf- und Ab-Positionierblöcken 60A, 60A, ein Paar von Auf- und Ab-Positionierblöcken 61A, 61A sind fest in dem einen der Gehäuse mit der in Eingriff bringbaren Säule 50A vorgesehen. Alle diese Positionierblöcke sind an dem Gehäuse 56 festgelegt. In ähnlicher Weise ist ein Paar von Auf- und Ab- Positionierblöcken 60B fest in dem Gehäuse vorgesehen, wobei es sich um das mit der in Eingriff bringbaren Säule 50B handelt.
Insbesondere der Block 60A ist nahe der Säule 50A in der Y-Richtung angeordnet, wie dies in den 5 und 7 gezeigt ist. Ebenso ist dies für den Block 60B relativ zu der Säule 50B der Fall. Eine zu der Säule 50A gerichtete Seitenoberfläche des Blockes 60A wird als eine Bezugsfläche bzw. -ebene 62A zur Erleichterung der Justierung der Position der Säule 50A (in der Y-Richtung der 7) zu den Blöcken 60A bezeichnet. Und in ähnlicher Weise wird die zu der Säule 50B orientierte Seitenoberfläche des Blockes 60B als eine Bezugsfläche bzw. -ebene 62B zum Erleichtern der Justierung der Position (in der Y-Richtung) der Säule 50B zu den Blöcken 60B bezeichnet. Die Bezugsflächen bzw. -ebenen 62A, 62B sind jeweils normal auf die Y-Richtung, d.h. parallel zu der X-Richtung, angeordnet.
Wie dies in 7 gezeigt ist, ist ein weiterer Block 61A an der linken Seite der Säule 50A vorgesehen und die zu der Säule 50A orientierte Seitenoberfläche des Blockes 61A dient als eine Bezugsfläche 63A zum Erleichtern der Justierung der Position der Säule 50A in der X-Richtung zu dem Block 61A. Die Bezugsfläche 63A ist normal auf die X-Richtung und parallel zu der Y-Richtung gerichtet.
Eine erste Preßeinrichtung 65A und eine zweite Preßeinrichtung 66A sind an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 56 (des zu der Säule 50A gehörigen Gehäuses) an den zu den Blöcken 60A bzw. 61A gerichteten Seiten vorgesehen. Die erste Preßeinrichtung 65A und die zweite Preßeinrichtung 66A sollen die Säule 50A gegen die Bezugsflächen 62A, 63A der Blöcke 60A bzw. 61A pressen. In ähnlicher Weise ist eine weitere erste Preßeinrichtung an der Seite des Gehäuses 56 (entsprechend der Säule 50B) gegenüberliegend von der zum Block 60B gewandten Seite für ein Pressen bzw. Drücken der Säule 50B gegen die Bezugsfläche 62B des Blockes 60B vorgesehen. Des weiteren sind Klemmeinrichtungen 67 an allen Seiten der Säulen 50A–50D, mit Ausnahme der zu einem der Blöcke 60A, 61A oder 60B gewandten Seiten, vorgesehen, um die entsprechenden Seiten der Säulen dagegenzupressen und die Säulen in den bestimmten Positionen zu klemmen bzw. zu fixieren. Die Strukturen der Preßeinrichtungen 65A, 65B, 66A und der Klemmeinrichtungen 67 sind dieselben und sind in den 8A und 8B gezeigt.
Wie dies in den 8A und 8B gezeigt ist ist ein hydraulisch betätigter Druckzylinder (nachfolgend auch als Druckeinrichtung oder Preßzylinder bezeichnet) 68 an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 56 über eine Klammer bzw. Halterung 70 befestigt. Ein Keilglied 76 ist mit dem ausfahrbaren Kopf 68a über ein Verbindungsglied 72 und eine Verbindungsstange 74 verbunden.
Das Verbindungsglied 72 ist mit einem Schlitz 72a und einer Öffnung 72b versehen, welche mit der linken Seite des Schlitzes 72a in Verbindung bringbar ist. Auf der anderen Seite ist die Verbindungsstange mit einem Bereich größeren Durchmessers an dem rechten Ende (in 8B gezeigt) ausgebildet, welche eingepaßt in den Schlitzbereich 72a angeordnet ist, sodaß die Verbindungsstange 74 bei einer Verbindung mit dem Verbindungsglied 72 entlang ihrer Längsachse gemeinsam mit der Betätigung des Druckzylinders 68 verschiebbar ist.
Mehr im Detail ist das Keilglied 76 an dem distalen Ende der Verbindungsstange 74 (oder einem vorderen Ende, nach links in 8) befestigt, welche sich durch ein in dem Gehäuse 56 ausgebildetes Loch erstreckt, welches eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Gehäuses 56 erlaubt. Das Keilglied 76 ist in einem Raum 76c aufgenommen, welcher in dem Gehäuse an der Seite der Säulen 50A–50D ausgebildet ist. Die innere Oberfläche 76b (an der Oberseite in 8A) des Keilgliedes 76 ist als eine Fläche ausgebildet, welche sich entlang der Kontaktoberfläche der Säule erstreckt und die äußere Oberfläche 76a (an der Unterseite in 8A) des Keilgliedes 76 ist als eine geneigte Oberfläche ausgebildet, welche sich zu der Längsrichtung der Verbindungsstange neigt, sodaß, je weiter entfernt von dem Verbindungsglied, umso größer die Abmessung der Breite des Keilgliedes (entlang der seitlichen Richtung) wird.
Zusätzlich ist ein Einstell- bzw. Regulierglied 78 fest in dem Raum 76c vorgesehen, sodaß das Einstellglied entlang der geneigten Oberfläche des Keilgliedes angeordnet ist. Die Oberfläche des Einstellgliedes, welche zu der äußeren Oberfläche des Keilgliedes gewandt ist, weist eine geneigte Oberfläche 78a mit einem Neigungswinkel auf, welcher ungefähr gleich demjenigen der geneigten Oberfläche 76a des Keilgliedes ist. Derart wird, wenn der Preßzylinder zurückgezogen wird, das Keilglied 76 von der mit durchgezogener Linie gezeigten Position in die mit strichlierter Linie in 8A gezeigte Position verschoben, d.h. das Keilglied wird zwischen der Seitenoberfläche der Säulen 50A–50D und der geneigten Oberfläche 78a des Einstellgliedes 78 preßgepaßt. Daraus resultierend drückt das Keilglied von außen gegen die Seitenoberfläche der Säulen 50A–50D. Die Werkzeugmaschine dieser Erfindung weist eine Kontroll- bzw. Steuervorrichtung 80 auf, wie sie in 9 gezeigt ist. Die Steuervorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Computer als ihrem Hauptelement, umfassend Vertikalantriebs-Steuereinrichtungen 82, Eingriffs-Steuereinrichtungen 84 und Klemm-Steuereinrichtungen 86.
Die Vertikalbewegungs-Steuereinrichtungen 82 wählen eine geeignete Vertiefung 54 in Übereinstimmung mit der gewünschten Höhe des Tisches 28 aus, welche unter Berücksichtigung der Eingabeinformation betreffend Form und Abmessungen des Werkstückes erhalten wird. Darauf steuert bzw. kontrolliert die Einrichtung 82 eine vertikale Bewegung des Tisches 28, basierend auf der Information betreffend die ausgewählte Vertiefung und die von der Codiervorrichtung 49 abgegebenen Signale. Die Detektion bzw. Feststellung der vertikalen Bewegung des Tisches muß nicht notwendigerweise durch die Verwendung der oben erwähnten Codiervorrichtung durchgeführt werden, sondern sie kann durch eine direkte Detektion der Bewegung einer an dem Tisch 28 festgelegten Pulsplatte durch einen fotoelektrischen Sensor festgestellt werden.
Die Eingriffs-Steuereinrichtungen 84 geben ein Signal an das geeignete Steuerventil in einem Hydraulikkreislauf 90 ab, welcher mit dem Eingriffszylinder 58 verbunden ist und dieser wiederum steuert jeden der Eingriffszylinder 58.
Die Druck- bzw. Preß-Steuervorrichtungen 86 geben ein Signal an die entsprechenden Steuerventile in dem Hydraulikkreislauf 90 ab, welcher mit entsprechenden Druckzylindern 72 für eine Steuerung einer Längsbewegung (ausfahren und einziehen) jedes Druckzylinders 76 verbunden ist (d.h. zur Durchführung einer Drucksteuerung auf die entsprechenden, in Eingriff bringbaren Säulen 50A–50D).
Nachfolgend werden der Betrieb und die Wirkungsweise der Vorrichtung im Gesamten unter Bezugnahme auf ein in 10 dargestelltes Flußdiagramm beschrieben. Es soll festgehalten werden, daß vor einem Vorrücken zu Schritt S1 angenommen wird, daß als eine Ausgangsbedingung der Vorrichtung die Spindel 44 in ihrer untersten Position angeordnet ist, daß alle Eingriffszylinder sich in ihrem zurückgezogenen Zustand befinden und daß sich alle Druckzylinder 76 in ihrem ausgefahrenen Zustand befinden.
Bei Schritt S1: Die am besten geeignete Vertiefung 54 wird ausgewählt, sodaß sie die optimale Bearbeitungshöhe des Tisches 28, basierend auf der Information betreffend die Form und die Abmessungen des auf dem Tisch 28 anordenbaren und zu bearbeitenden Werkstückes realisiert.
Bei Schritt S2: Betätigung eines Motors 34 zum Antreiben jeder Spindel 44 für eine Drehbewegung in der Richtung, um jede Spindel 44 anzuheben. Antrieb der Spindel 44 für eine Rotation in einer Richtung zum Anheben des Vorderendes desselben bis der an dem Vorderende der Spindel 44 vorgesehene Tischhebemechanismus 46 in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Tisches 28 gelangt und ein weiteres Fortsetzen des Antriebes jeder Spindel, um den Tisch 28 anzuheben.
Bei Schritten S3 und S4: Fortsetzen des Antriebes der Spindel 44, bis der Tisch 28 einen Punkt erreicht, an welchem das distale Ende der ausfahrbaren Stange 58a (des Eingriffszylinders 58) in die bei Schritt S1 ausgewählte Vertiefung paßt, und Abbrechen der Rotation der Spindel 44, wenn der Tisch diesen Punkt erreicht, wodurch der Tisch 28 kurzfristig in der in Eingriff bringbaren Position gehalten ist.
Bei Schritt S5: Jeder der Eingriffszylinder 58 wird angetrieben, um seinen ausgefahrenen Zustand einzunehmen, um das Vorderende jedes Zylinders in einer entsprechenden in Eingriff bringbaren Vertiefung 54, welche in der entsprechenden Säule ausgebildet ist, anzuordnen.
Bei Schritt S6: Antreiben des Motors 34, um in der zu Schritt S2 entgegengesetzten Richtung zu rotieren, um jede der Spindeln 44 abzusenken. Dies wiederum bewegt die Tischträger 46 nach unten von der unteren Oberfläche des Tisches 28, um den Zustand zu realisieren, in welchem der Tisch 28 durch die Säulen abgestützt ist, deren entsprechende Vertiefungen 54 in Eingriff mit den ausfahrbaren Stangen 58a (der Eingriffszylinder 58) stehen. Dies ermöglicht eine Höhenjustierung des Tisches 28 (d.h. eine vertikale Positionierung des Tisches 28 wird durchgeführt); es ist jedoch die horizontale Positionierung des Tisches 28 noch nicht durchgeführt, da ein Spiel bzw. Freiraum zwischen den Seiten oberflächen der Säulen 50A–50D und den entsprechenden inneren Oberflächen der Gehäuse 56 existiert.
Bei Schritt S7: Antreiben von zwei ersten Druck- bzw. Preßeinrichtungen 65A, 65B der Druckzylinder 76 entsprechend der Säule 50A bzw. der Säule 50B, um ihren zusammengezogenen Zustand zu bewirken, um die entsprechenden Keilglieder zwischen den Seitenoberflächen der Säulen 50A, 50B und den entsprechenden geneigten Oberflächen 78a der Regulierglieder 78 einzuklemmen. Durch die Bewegung der Keilglieder 76 sind beide in Eingriff bringbaren Säulen 50A, 50B gegen die Bezugsflächen 62A, 62B der Blöcke 60A bzw. 60B gepreßt. Dies vollendet die Positionierung des Tisches 28 in der Y-Richtung.
Bei Schritt S8: Antrieb der zweiten Druck- bzw. Preßeinrichtungen 66A des Druckzylinders 76, um seinen zusammengezogenen Zustand zu bewirken. Derart wird die in Eingriff bringbare Säule 50A gegen die zweite Bezugsfläche 63A gepreßt. Dies beendet dann die Positionierung des Tisches 28 in der X-Richtung (5 und 7). Daraus resultierend ist die horizontale Positionierung des Tisches 28 vervollständigt.
Bei Schritt S9: Antrieb von jedem der Druckzylinder 76 (als Klemmeinrichtungen 67), um einen zurückgezogenen Zustand zu bewirken. Derart wird die in Eingriff bringbare Säule 50B gegen die X-Richtung verklemmt und die in Eingriff bringbaren Säulen 50C, 50D sind sowohl in X- als auch in Y-Richtung verklemmt bzw. gehalten, wodurch die Starrheit des Tisches 28 in seiner abgestützten Position vergrößert wird. Daraus resultierend kann eine Präzisionsbearbeitung des auf dem Tisch 28 angeordneten Werkstückes durchgeführt werden.
In Zusammenfassung der bevorzugten Ausführungsform dieser beschriebenen Erfindung umfaßt die Tischbetätigungsvorrichtung ein sich vertikal erstreckenes Klemmglied, welches unterhalb des Tisches angeordnet ist; eine erste Bezugsfläche, welche an einer Seite zu dem Klemmglied angeordnet ist, zum Positionieren des Tisches in einer ersten Richtung auf eine horizontale Ebene; eine zweite Bezugsfläche, welche an einer Seite zu dem Klemmglied angeordnet ist, zum Positionieren des Tisches in einer zweiten Richtung auf die horizontale Ebene; erste Preßeinrichtungen zum Pressen des Klemmgliedes auf die erste Bezugsfläche; und zweite Preßeinrichtungen zum Pressen des Klemmgliedes auf die zweite Bezugsfläche.
Mit einer derartig konstruierten Vorrichtung gemäß dieser Erfindung kann die genaue Positionierung des Tisches in der horizontalen Ebene durch Pressen bzw. Drücken der Klemmglieder gegen die entsprechenden Bezugsflächen bzw. -ebenen realisiert werden. Weiters kann die Starrheit des Tisches in derselben Ebene vergrößert werden, wobei dies zu einer Verbesserung der Präzisionsbearbeitung des auf dem Tisch angeordneten Werkstückes führt.
Weiters können die ersten Preßeinrichtungen ausgebildet sein mit einem Einstellglied, welches eine geneigte Oberfläche aufweist, dessen horizontaler Abstand zu der Seitenoberfläche des Klemmgliedes in Abhängigkeit von einer Position an der geneigten Oberfläche variiert; einem Keilglied, welches preßgepaßt zwischen der geneigten Oberfläche und der Seitenoberfläche des Klemmgliedes angeordnet ist; und Preßeinrichtungen für ein preßgepaßtes Anordnen des Keilgliedes zwischen der geneigten Oberfläche und der Seitenoberfläche des Klemmgliedes.
Mit dieser Struktur kann die größere Preß- bzw. Druckkraft durch die relativ kleinere Betätigungskraft der Preßeinrichtungen aufgrund des Keileffektes erzielt werden, sodaß es möglich wird, sicher das Klemmglied gegen die Bezugsfläche zu pressen. Diese Struktur weist einen Vorteil auf, daß sie mit einer kleineren und billigeren Vorrichtung ermöglicht, eine größere Preßkraft zur Realisierung einer genauen Positionierung des Tisches sicherzustellen.
Darüberhinaus kann nur ein Klemmglied oder eine Mehrzahl von Klemmgliedern für den Tisch vorgesehen sein. In dem letzteren Fall können die ersten Preßeinrichtungen eingestellt sein, um wenigstens eines der Klemmglieder gegen die erste Bezugsfläche zu pressen, und die zweiten Preßeinrichtungen wenigstens eines der Preßglieder gegen die zweite Bezugsfläche pressen. Dies ist auch möglich, um einen Satz einer ersten Bezugsfläche und der ersten Preßeinrichtungen für jedes Klemmglied zur Verfügung zu stellen und die Positioniergenauigkeit zu erhöhen. Mit dieser Anordnung kann die Positioniergenauigkeit weiter im Vergleich zu einem einzigen Klemmglied mit ersten Bezugsfläche vergrößert werden.
Es ist auch möglich, eine Klemmeinheit zum Klemmen der Klemmglieder, welche nicht gegen die Bezugsflächen gepreßt werden, von beiden Seiten an der horizontalen Ebene vorzusehen. Mit dieser Anordnung wird die Steifheit des festgeklemmten Tisches weiter erhöht. In diesem Fall sollte folgend auf die Preßvorgänge der ersten und zweiten Preßeinrichtungen die oben erwähnte Klemmeinheit betätigt werden.
Zusätzlich können die Klemmglieder jeweils in einer Form eines sich vertikal erstreckenden, eingreifbaren Gliedes sein und es sind die in Eiggriff bringbaren Glieder in der horizontalen Ebene ausgerichtet und jedes eingreifbare Glied weist vertikal ausgerichtet, mehrere in Eingriff bringbare Vertiefungen auf und das in Eingriff bringbare Glied ändert seinen Zustand zwischen einem Eingriffszustand für ein Eingreifen in eine beliebige der in Eingriff bringbaren Vertiefungen, um den Tisch abzustützen, und einem Nichteingriffszustand zum Zurückziehen von den in Eingriff bringbaren Vertiefungen. Mit dieser Struktur funktioniert das Klemmglied auch als das Eingriffsglied. Derart ermöglicht die Verwendung des obigen Klemmgliedes eine Positionierung des Tisches in einer horizontalen Richtung und einer vertikalen Richtung.
Andere Ausführungsform der Erfindung
Es soll festgehalten werden, daß diese Erfindung nicht auf die speziellen, oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sodaß folgende Alternativen leicht ohne Verlassen des Geistes der Erfindung zugänglich sind.

(1) Einrichtungen bzw. Mittel zum Pressen bzw. Drücken jeder Säule 50A–50D sind nicht auf das keilförmige Glied 76, wie dies in den obigen Passagen beschrieben wurde, beschränkt, sondern sind in der Form eines Hydraulikzylinders mit einer ausfahrbaren Stange möglich, welche direkt in normaler Richtung auf die Säule drücken kann. Die Verwendung des obengenannten, keilförmigen Gliedes 76 erzeugt jedoch eine höhere Preß- bzw. Druckkraft auf die Seitenoberfläche der Säulen, selbst mit einem relativ kleinen Hydraulikzylinder.
(2) In den vorangehenden Ausführungsformen sind Klemmeinrichtungen an allen Seiten der Säulen 50A–50D vorgesehen, welche nicht zu den Bezugsflächen gewandt sind. Es kann auch möglich sein, einige oder alle der Klemmeinrichtungen an den Seiten der Säulen auszuschließen, welche nicht zu den Bezugs- bzw. Referenzflächen gewandt sind, um dennoch die zuverlässige Posi tionierung des Tisches an der horizontalen Oberfläche zu erzielen. Es ist jedoch überflüssig zu erwähnen, daß für eine weitere Erhöhung der Steifigkeit des Tisches, wenn er gehalten ist, die Klemmeinrichtungen vorzugsweise an den Seiten der Säulen vorgesehen sind, welche nicht zu den Bezugsflächen gewandt sind.
(3) In der obigen Ausführungsform sind die in Eingriff bringbaren bzw. ergreifbaren Säulen verwendet, um durch die Klemmeinrichtungen umgriffen bzw. festgelegt zu werden; es kann jedoch ein anderes Element, welches sich nach unten von der unteren Oberfläche des Tisches 28 erstreckt als die Elemente verwendet werden, welche gegen die Bezugsflächen geklammert und gepreßt werden, um dasselbe, durch die Erfindung angestrebte Resultat zu erhalten.
(4) In der obigen Ausführungsform werden eine Vielzahl von ersten Bezugsflächen verwendet; es kann dies jedoch eine einzige Bezugsfläche sein, um eine zuverlässige horizontale Positionierung des Tisches zu realisieren. Das Vorsehen der mehreren Bezugsflächen an voneinander in Abstand liegenden Positionen erhöht jedoch weiter die Genauigkeit der Positionierung. Darüberhinaus ist die Anzahl der festgeklemmten Abschnitte und die Anordnung derselben nicht notwendigerweise auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern sie können relativ frei ausgebildet werden. Zusätzlich ist die Reihenfolge des Pressens der Säulen gegen die Bezugsflächen nicht auf die oben beschriebene beschränkt; so ist beispielsweise das Pressen der Säule zuerst gegen die zweite Bezugsfläche zulässig. Darüberhinaus ist ein gleichzeitiges Anpressen der Säulen sowohl gegen die erste als auch gegen die zweite Bezugsfläche ebenso zulässig.

Claims

Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine zum vertikalen Bewegen eines Tisches (28) zum Abstützen eines Werkstückes, wobei die Tischhebeeinrichtung (30) umfaßt: eine Vielzahl von sich vertikal erstreckendenden Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D), welche mit einer Unterseite des Tisches (28) verbunden sind; eine erste Bezugsfläche, welche an einer Seite zu den Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D) angeordnet sind, zum Positionieren des Tisches (28) in einer ersten Richtung in einer horizontalen Ebene; eine zweite Bezugsfläche, welche an einer Seite zu den Klemmgliedern (50A, 50B, 50C, 50D) angeordnet ist, zum Positionieren des Tisches (28) in einer zweiten Richtung in der horizontalen Ebene; erste Preßeinrichtungen (65A, 65B) zum Pressen der Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) auf die erste Bezugsfläche; zweite Preßeinrichtungen (66A) zum Pressen der Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) auf die zweite Bezugsfläche; zumindest ein Eingriffsglied (58), wobei die Klemmglieder (50A, 50B, 50C, 50D) vertikal ausgerichtet mehrere in Eingriff bringbare Vertiefungen (54) darauf aufweisen und ein Zustand des Eingriffgliedes (58) zwischen einem Betriebszustand zum Ineingrifftreten mit einer beliebigen der in Eingriff bringbaren Vertiefungen (54) zum Abstützen des Tisches (28) und einem Nichteingriffszustand zum Lösen von der in Eingriff bringbaren Vertiefung (54) änderbar ist; wobei jede der Presseinrichtungen (65A, 65B, 66A) folgendes umfasst: ein Einstellglied (78), welches eine geneigte Fläche bzw. Oberfläche (78a) aufweist, dessen horizontaler Abstand zu der Seitenfläche bzw. Seitenoberfläche des Klemmgliedes (50A, 50B, 50C, 50D) in Abhängigkeit von einer Position an der geneigten Oberfläche (78a) variiert; ein Keilglied (76), welches zwischen der geneigten Oberfläche und der Seitenoberfläche des Klemmgliedes (50A, 50B, 50C, 50D) angeordnet ist; und Druckeinrichtungen (68) zum Bewegen des Keilgliedes (76) in einer solchen Richtung, daß das Keilglied (76) gegen die Seitenoberfläche des Klemmgliedes (50A, 50B, 50C, 50D) drückt.
Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilglied (76) durch die Druckeinrichtungen (68) preßgepaßt zwischen der geneigten Oberfläche und der Seitenoberfläche des Klemmgliedes (50A, 50B) angeordnet ist.
Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Preßeinrichtungen (65A, 65B) zumindest eines der Klemmglieder (50A, 50B) gegen die erste Bezugsfläche (62A, 62B) pressen und daß die zweiten Preßeinrichtungen (66A) wenigstens eines der Klemmglieder (50A) gegen die zweite Bezugsfläche (63A) pressen.
Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Klemmgliedern (50A, 50B) entlang einer Richtung parallel zu der ersten Bezugsfläche (62A, 62B) vorgesehen sind und daß die erste Bezugsfläche (62A, 62B) und die ersten Preßeinrichtungen (65A, 65B) jeweils für jedes der Klemmglieder (50A, 50B) vorgesehen sind.
Tischhebeeinrichtung für eine Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tischhebeeinrichtung mindestens eine Klemmeinheit (67) zum Klemmen der Klemmglieder (50B, 50C, 50D), welche nicht gegen die Bezugsflächen (62A, 62B, 63A) gepreßt sind, von beiden Seiten in der horizontalen Ebene aufweist.