DE19924823A1 - Device for finishing and assembling workpieces has support connectable to coupling members of which one is body of variable length which changes as support is adjusted by actor - Google Patents
Device for finishing and assembling workpieces has support connectable to coupling members of which one is body of variable length which changes as support is adjusted by actorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung und/oder Montage von Werkstücken nachdem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a device for processing and / or Assembly of workpieces according to the preamble of claim 1.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die mit einem Koppelgetriebe ver bundene und mittels Aktoren verstellbare Träger aufweisen (DE 196 23 511 A1). Die Koppelgetriebe haben wenigstens zwei Koppelglie der, die gelenkig miteinander verbunden sind. Sie erlauben eine ebene Bewegung des Trägers und eine Sperrung des Freiheitsgrades quer zur Bewegungsebene. Eine solche Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig ausgebildet. Um eine gewisse Symmetrie der Konstruktion aus Steifigkeitsgründen zu erhalten, sind oft vier Koppelglieder not wendig. Dies führt dazu, daß die Aktoren wegen potentieller Kolli sionen mit den Koppelgliedern nur in einem relativ engen Bereich plaziert werden dürfen, was die Optimierungsmöglichkeiten nach dem Steifigkeitskriterium in der Bewegungsebene beschränkt und eine Vergrößerung der Antriebskräfte in den Aktoren bedingt.Devices are known which ver with a coupling gear have bound and adjustable by means of actuators (DE 196 23 511 A1). The coupling gears have at least two coupling elements those that are articulated together. You allow one flat movement of the carrier and a blockage of the degree of freedom across the plane of movement. Such a device is constructive elaborately trained. A certain symmetry of the construction To obtain rigidity reasons, four coupling links are often necessary agile. This leads to the actuators being in danger of potential collisions sions with the coupling links only in a relatively narrow range may be placed, what the optimization possibilities after the Stiffness criterion limited in the plane of movement and one Increased driving forces in the actuators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vor richtung so auszubilden, daß sie einen einfachen konstruktiven Auf bau hat und so gestaltet ist, daß die Möglichkeit der Kollision prak tisch bei willkürlichen Anordnungen der Aktoren und der Koppelglie der beseitigt wird oder überhaupt fehlt. The invention has for its object the generic before direction so that they have a simple constructive has construction and is designed so that the possibility of collision prak table with arbitrary arrangements of the actuators and the coupling link which is eliminated or missing at all.
Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfin dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This task is invented in the generic device appropriately with the characterizing features of claim 1 solved.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Koppelglied durch Körper variabler Länge gebildet. Beim Verstellen des Trägers wird das Koppelglied entsprechend geschwenkt und in seiner Länge ver ändert. Dadurch wird eine Kollision zwischen den Aktoren und den Koppelgliedern zuverlässig vermieden. Der Träger kann das Werk zeug oder das Werkstück tragen. Der Träger wird mittels mindestens zweier Aktoren angetrieben und ist mit mindestens einem Koppel glied verbunden, das als Körper variabler Länge ausgebildet ist.In the device according to the invention, the coupling member is through Body of variable length formed. When adjusting the carrier the coupling link pivoted accordingly and ver in length changes. This causes a collision between the actuators and the Reliably avoided coupling links. The carrier can do the work or carry the workpiece. The carrier is at least driven by two actuators and has at least one coupling member connected, which is designed as a body of variable length.
Die Koppelglieder bestehen vorteilhaft aus mindestens zwei Teilen, von denen ein Teil relativ zum Gehäuse der Vorrichtung schwenkbar und das zweite relativ zum ersten linear verschiebbar ist. Eine solche Bauweise vereinfacht die Konstruktion im Vergleich zu einem Kop pelgetriebe mit Koppelgliedern konstanter Länge und erhöht die Möglichkeiten zur Aktorenanordnungsoptimierung ohne Kollision zwi schen den Aktoren und den Koppelgliedern.The coupling links advantageously consist of at least two parts, a part of which is pivotable relative to the housing of the device and the second is linearly displaceable relative to the first. Such Construction simplifies the construction compared to a Kop pel gearbox with coupling links of constant length and increases the Options for actuator arrangement optimization without collision between between the actuators and the coupling links.
Falls die Aktoren mit dem einen Ende fest mit dem schwenkbaren Teil und mit dem anderen Ende fest mit dem verschiebbaren Teil des Koppelglieds verbunden sind oder falls Koppelglieder variabler Länge als Linearmotoren ausgeführt werden, ist die Kollisionsgefahr im Prinzip beseitigt, wodurch es möglich wird, die Lage der Koppelglie der zum vorgegebenen Arbeitsraum der Werkzeugmaschine ohne Beschränkungen optimal anzupassen.If the actuators have one end fixed to the swiveling one Part and with the other end firmly with the sliding part of the Coupling element are connected or if coupling elements of variable length as linear motors, there is a risk of collision in the Principle eliminated, which makes it possible to position the coupling link to the specified work area of the machine tool without Adjust restrictions optimally.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Ausbildung in einer Ma schine sowohl für die Werkzeug- als auch für die Werkstückverstel lung bekommt man eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine modulare Bauweise und einen vergrößerten Verstellweg in X-Richtung besitzt. Dies ist für eine Bearbeitung von längeren Werkstücken notwendig. Wegen der geringeren Anzahl der Koppelglieder wird mit der erfin dungsgemäßen Ausbildung die Unterbringung der Schwenkachsen der Koppelglieder variabler Längen in einem Gestell, das in Z- Richtung verfährt, erleichtert, wodurch der Einbau der Maschine in eine Transferstraße begünstigt wird.When using the training according to the invention in a Ma machine for both tool and workpiece adjusters you get a processing device that is modular Construction and an enlarged adjustment path in the X direction. This is necessary for machining longer workpieces. Because of the smaller number of coupling links, inventions education according to the accommodation of the pivot axes the coupling links of variable lengths in a frame that is in Z- Direction moves, relieved, whereby the installation of the machine in a transfer route is favored.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Further features of the invention result from the other An sayings, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigenThe invention is illustrated by the in the drawings Exemplary embodiments explained in more detail. Show it
Fig. 1 bis Fig. 3 jeweils in perspektivischer und vereinfachter Darstellung verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit in X- und Y-Richtung verstellbarer Spin del und in Z-Richtung verstellbarem Tisch,Adjustable Fig. 1 to Fig. 3 respectively different perspective and simplified illustration of embodiments of the inventive devices with adjustable in the X and Y-direction spin del and in Z-direction table,
Fig. 4 in perspektivischer und vereinfachter Darstellung eine wei tere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrich tung mit in X-, Y- und Z-Richtung verstellbarer Spindel, Fig. 4 is a perspective and simplified illustration of an embodiment of a white tere Vorrich invention with tung in X-, Y- and Z-direction adjustable spindle,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit in X- und Y-Richtung verstellbarer Spindel und mit in Z- und X-Richtung verstellbarem Tisch, Fig. 5 shows another embodiment of an inventive device in X- and Y-direction adjustable spindle and with adjustable in the Z and X-direction table,
Fig. 6 und Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer kippbaren Spindel, wobei Fig. 6 die Lage für die 4-seitige Bearbeitung eines Werkstücks und Fig. 6 and Fig. 7 shows a further embodiment of a device according to the invention with a tiltable spindle, Fig. 6 indicates the location for the 4-sided machining of a workpiece, and
Fig. 7 die Lage für die Bearbeitung einer 5-ten Seite des Werkstückes zeigt. Fig. 7 shows the position for the processing of a 5-th page of the workpiece.
Die Vorrichtung dient zur Bearbeitung von Werkstücken und/oder zur Montage.The device is used for machining workpieces and / or Assembly.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit einem Gehäuse 1. Zum besseren Verständnis ist die vordere Wand des Gehäuses nicht gezeichnet. Im Gehäuse 1 sind zwei kippbare Gestellteile 2 (das zweite ist nicht dargestellt) mit Achsen 3 drehbar befestigt. Zwei verstellbare Schie ber 4 mit Führungsschienen 5 sind mittels in den kippbaren Gestell teilen 2 befestigen Führungswagen 6 in diesen Gestellteilen ver schiebbar gelagert. Die kippbaren Gestellteile 2 und die Schieber 4 bilden zusammen Koppelglieder 2, 4 variabler Länge. Die Schieber 4 sind an ihren einander zugewandten Enden durch ein Gelenk 7 mit einander drehbar verbunden. Die Achse des Gelenks 7 ist mit dem einen Schieber 4 fest und mit dem anderen drehbar verbunden. Die Achse des Gelenks 7 dient als Träger und stellt eine Hohlwelle (Spindelgehäuse) zur Aufnahme einer Spindel 8 mit einem Werkzeug 9 dar. Die Schwenkachsen 3 der Gestellteile 2 und die Achse des Gelenkes 7 liegen parallel zueinander und in Z-Richtung. Ein Dreh tisch 10 ist in Z-Richtung verstellbar auf einer Grundplatte 11 gela gert, die mit dem Gehäuse 1 fest verbunden ist. Fig. 1 shows a device with a housing 1. For a better understanding, the front wall of the housing is not drawn. In the housing 1 , two tiltable frame parts 2 (the second is not shown) are rotatably fastened with axes 3 . Two adjustable slide over 4 with guide rails 5 are by means of parts in the tiltable frame 2 fasten guide carriage 6 in these frame parts ver slidably. The tiltable frame parts 2 and the slider 4 together form coupling links 2 , 4 of variable length. The slides 4 are rotatably connected at their mutually facing ends by a joint 7 . The axis of the joint 7 is fixed to one slider 4 and rotatably connected to the other. The axis of the joint 7 serves as a carrier and represents a hollow shaft (spindle housing) for receiving a spindle 8 with a tool 9. The pivot axes 3 of the frame parts 2 and the axis of the joint 7 are parallel to one another and in the Z direction. A rotary table 10 is adjustable in the Z direction on a base plate 11 , which is firmly connected to the housing 1 .
Es sind verschiedene Varianten für den Antrieb der Schieber 4 mög lich. Zum einen können die Koppelglieder 2, 4 variabler Länge als Linearmotoren ausgeführt werden, deren linear unbewegten Teile kippbar im Gehäuse 1 befestigt sind. Zum anderen kann man den Antrieb auf konventionelle Weise verwirklichen, beispielsweise mit einem Kugelgewindetrieb, dessen nichtdrehende Spindel durch seine Stützen fest mit dem Schieber 4 verbunden ist und vom auf dem kippbaren Gestellteil 2 plazierten Motor durch Riemenantrieb über eine drehbar auf dem kippbaren Gestellteil 2 befestigten Mutter an getrieben wird. Solch ein Kugelgewindetrieb stellt einen Aktor varia bler Länge dar mit einem fest mit dem schwenkbaren Gestellteil 2 verbundenen Ende (Mutter des Kugelgewindetriebes) und mit dem anderen fest mit dem Schieber verbundenen Ende (Stütze der Spin del des Kugelgewindetriebes); der Abstand zwischen den Stützen seiner Spindel und der auf dem kippbaren Gestellteil befestigten Mutter wird bei ihrer Drehung geändert. Abhängig von der ge wünschten Trajektorie der Spindelachse in der X-Y-Ebene bestimmt ein CNC-Rechner die notwendigen Längenänderungen der Aktoren, was auch kinematisch bedingte Längenänderungen der Koppelglie der 2, 4 variabler Länge zur Folge hat.There are different variants for driving the slide 4 possible. On the one hand, the coupling elements 2 , 4 of variable length can be designed as linear motors, the linearly immovable parts of which are tiltably fastened in the housing 1 . On the other hand, the drive can be realized in a conventional manner, for example with a ball screw drive, the non-rotating spindle of which is firmly connected to the slide 4 by its supports and from the motor placed on the tiltable frame part 2 by belt drive via a nut rotatably fastened on the tiltable frame part 2 is driven on. Such a ball screw represents an actuator of variable length with one end firmly connected to the pivotable frame part 2 (nut of the ball screw) and with the other end connected to the slide (support of the spin del of the ball screw); the distance between the supports of its spindle and the nut fastened to the tiltable frame part is changed as it rotates. Depending on the desired trajectory of the spindle axis in the XY plane, a CNC computer determines the necessary changes in length of the actuators, which also results in kinematically induced changes in length of the coupling element of the 2 , 4 variable length.
Im Unterschied zur Ausbildung gemäß Fig. 1 beinhalten die Vorrich tungen nach den Fig. 2 und 3 nur ein Koppelglied 2, 4 variabler Län ge. Obwohl dies zur Senkung der gesamten Steifigkeit der Maschine führt, sind die Varianten nach den Fig. 2 und 3 einfacher und können Anwendung bei Manipulatoren finden, bei denen die Anforderungen an die Steifigkeit nicht so hoch wie bei Bearbeitungsmaschinen sind. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das zweite Koppelglied va riabler Länge durch einen Aktor 12 ersetzt, der mit einem Ende ge lenkig mit dem Gehäuse 1 und mit dem anderen Ende mit dem Schieber 4 des Koppelgliedes 2, 4 verbunden wird. Der Aktor 12 ist als Teleskopteil ausgebildet, dessen Teleskopteile 12a, 12b ein- und ausgefahren werden können. Der Träger des Gelenks 7, der entspre chend dem vorigen Ausführungsbeispiel als Hohlwelle ausgebildet ist, wird durch den Aktor 12 und den Antrieb des Schiebers 4 ange trieben und in der X-Y-Ebene bewegt. Der Träger des Gelenkes 7 zusammen mit der Spindel 8 und dem Werkzeug 9 wird durch Ver fahren des Schiebers 4 im Gestellteil 2 innerhalb der X-Y-Ebene in die gewünschte Lage gefahren. Wie beim vorigen Ausführungsbei spiel kann in Verbindung mit dem Drehtisch 10 und dessen Ver schiebbarkeit in Z-Richtung das auf ihm befindliche (nicht darge stellte) Werkstück in der gewünschten Weise bearbeitet werden.In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the devices according to FIGS . 2 and 3 contain only one coupling element 2 , 4 of variable length. Although this leads to a reduction in the overall rigidity of the machine, the variants according to FIGS. 2 and 3 are simpler and can be used in manipulators in which the rigidity requirements are not as high as in machine tools. In the embodiment of FIG. 2, the second coupling member of variable length is replaced by an actuator 12 which is articulated at one end to the housing 1 and at the other end to the slide 4 of the coupling member 2 , 4 . The actuator 12 is designed as a telescopic part, the telescopic parts 12 a, 12 b can be retracted and extended. The support of the joint 7 , which is designed accordingly to the previous embodiment as a hollow shaft, is driven by the actuator 12 and the drive of the slide 4 and is moved in the XY plane. The carrier of the joint 7 together with the spindle 8 and the tool 9 is moved to the desired position by moving the slider 4 in the frame part 2 within the XY plane. As with the previous game, in conjunction with the rotary table 10 and its displaceability in the Z direction, the workpiece located on it (not shown) can be machined in the desired manner.
Die Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt wird, weist zwei Aktoren 12 auf, die mit dem Gestell 1 und dem Schieber 4, wie zuvor be schrieben, verbunden sind. Die Positionen 1 bis 11 in den Fig. 2 und 3 stimmen mit den entsprechenden Positionen in Fig. 1 überein. Der Träger des Gelenkes 7 wird mittels der beiden Aktoren 12 angetrie ben. Das Koppelglied variabler Länge 2, 4 spielt dabei eine passive Rolle. Es sichert die Steifigkeit der Vorrichtung unter Momentenbela stung der Spindel 8 und wird durch die beiden Aktoren 12 geführt. Sie liegen, von ihren Anschlußstellen am Gelenk 7 aus gesehen, di vergierend zueinander. Wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen liegen die Schwenkachsen 3 der Aktoren 12 und des Gestellteiles 2 parallel zueinander und in Z-Richtung. Im übrigen ist diese Ausfüh rungsform gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Die Aktoren 12 liegen vorzugsweise in einer gemeinsamen Ebene (X-Y-Ebene), können aber auch in Z-Richtung versetzt zuein ander angeordnet sein.The embodiment shown in Fig. 3 has two actuators 12 which are connected to the frame 1 and the slider 4 , as previously described. Positions 1 to 11 in FIGS. 2 and 3 correspond to the corresponding positions in FIG. 1. The support of the joint 7 is ben ben by means of the two actuators 12 . The coupling element of variable length 2 , 4 plays a passive role. It ensures the rigidity of the device under moment load of the spindle 8 and is guided by the two actuators 12 . They are, seen from their connection points on the joint 7 , di emitting to each other. As in the previous exemplary embodiments, the pivot axes 3 of the actuators 12 and of the frame part 2 are parallel to one another and in the Z direction. Otherwise, this embodiment is of the same design as the exemplary embodiment according to FIG. 1. The actuators 12 are preferably located in a common plane (XY plane), but can also be arranged offset from one another in the Z direction.
Eine Maschine, die für den Einbau in eine Transferstraße gut geeig net ist, wird in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind die Schwenkachsen 3 der Koppelglieder variabler Länge 2, 4 in einem rahmenförmigen Gestell 13 untergebracht, das mittels in Z-Richtung sich erstreckender Führungen 5' und mittels Führungswagen 6' rela tiv zum Gehäuse 1 quer zur X-Y-Bewegungsebene des Trägers des Gelenkes 7 verschiebbar ist. Die Führungswagen 6' sind mittels einer (nicht gezeigten) Kopplung mit dem Gestell 13 fest verbunden. Die Koppelglieder 2, 4 ragen durch das rahmenförmige Gestell 13 nach oben und nach unten. Die unteren Enden der V-förmig zueinander liegenden Koppelglieder 2, 4 sind in der anhand von Fig. 1 beschrie benen Weise mit dem in Z-Richtung sich erstreckenden Träger des Gelenkes 7 verbunden. Beim in Fig. 4 rechten Koppelglied ist wie derum das Gestellteil 2, das den Schieber 4 aufnimmt, nicht darge stellt. Die Positionen 1 bis 9 in Fig. 4 stimmen mit den entsprechen den Positionen in Fig. 1 überein. Die Lage des Werkzeugs 9 in Z- Richtung ist durch einen Antrieb zur Verstellung des Gestells 13 be stimmt. Es ist auch die Variante mit einem Träger möglich, der eine quer zur Bewegungsebene des Trägers linear verschiebbare Pinole mit der Spindel 8 aufnimmt.A machine that is well suited for installation in a transfer line is shown in FIG. 4. In this embodiment, the pivot axes 3 of the coupling links of variable length 2 , 4 are accommodated in a frame-shaped frame 13 , which by means of guides 5 'extending in the Z direction and by means of guide carriages 6 ' relative to the housing 1 transversely to the XY movement plane of the carrier of the Joint 7 is displaceable. The guide carriages 6 'are firmly connected to the frame 13 by means of a coupling (not shown). The coupling links 2 , 4 project up and down through the frame-shaped frame 13 . The lower ends of the V-shaped coupling links 2 , 4 are connected in the manner described with reference to FIG. 1 with the Z-direction extending carrier of the joint 7 . In the right in Fig. 4 coupling member is the frame part 2 , which receives the slider 4 , is not Darge. Positions 1 to 9 in FIG. 4 correspond to the corresponding positions in FIG. 1. The position of the tool 9 in the Z direction is determined by a drive for adjusting the frame 13 be. The variant with a carrier is also possible, which accommodates a spindle with the spindle 8 which can be displaced linearly transversely to the plane of movement of the carrier.
Eine Bearbeitungsvorrichtung mit größerem X-Verfahrweg ist in Fig. 5 gezeigt. Das Modul zur Verschiebung der Spindel 8 ist entspre chend der Ausführungsform nach Fig. 1 gebaut. Nach dem gleichen Prinzip wird ein Modul für die Drehtischverstellung erstellt, mit dem Unterschied, daß die Drehachsen 3" der Gelenke und des Drehfi sches 10 in der X-Y-Ebene liegen, so daß der Drehtisch 10 in X- und in Z-Richtung verstellbar ist. Bauteile, die den Elementen des Moduls der Tischverschiebung entsprechen, sind mit " bezeichnet. Der Dreh tisch 10 sitzt drehfest auf einem in Y-Richtung sich erstreckenden Gelenk 7", das ein Gehäuse für einen Drehtischmotor bildet und drehfest mit einem Schieber 4" des Koppelgliedes 2", 4" verbunden ist. Ein Schieber 4" eines weiteren Koppelgliedes 2", 4" variabler Länge ist mit einem Ende gelenkig mit dem Gelenk 7" verbunden. Die beiden Koppelglieder 2", 4" variabler Länge sind V-förmig zuein ander im Gehäuse 1 schwenkbar gelagert. Ihre Schwenkachsen 3" erstrecken sich in Y-Richtung. Die Koppelglieder 2", 4" sind gleich ausgebildet wie die V-förmig zueinander liegenden Koppelglieder 2, 4, die über den in Z-Richtung sich erstreckenden Träger des Gelen kes 7 miteinander verbunden sind und sich im Bereich oberhalb der Koppelglieder 2", 4" befinden. Um die Orientierung des auf dem Drehtisch 10 befindlichen Werkstückes bei seinen Bewegungen in der X-Z-Ebene konstant zu halten, muß die Verstellung der Koppel glieder 2", 4" variabler Länge durch eine entsprechende Drehung des Drehtisches 10 um die Achse des Gelenkes 7" begleitet werden. Weil der Drehtisch 10 und die Spindel 8 in X-Richtung verstellbar sind, ist die Bearbeitung von längeren Werkstücken möglich.A machining device with a larger X travel path is shown in FIG. 5. The module for moving the spindle 8 is accordingly built the embodiment of FIG. 1. According to the same principle, a module for the rotary table adjustment is created, with the difference that the axes of rotation 3 "of the joints and the rotary fish 10 are in the XY plane, so that the rotary table 10 can be adjusted in the X and Z directions Components that correspond to the elements of the table displacement module are identified by ". The rotary table 10 is non-rotatably on a joint 7 "extending in the Y direction, which forms a housing for a rotary table motor and is rotatably connected to a slide 4 " of the coupling member 2 ", 4 ". A slide 4 "of a further coupling member 2 ", 4 "of variable length is articulated at one end to the joint 7 ". The two coupling links 2 ", 4 " of variable length are V-shaped zuein other in the housing 1 pivotally mounted. Their pivot axes 3 "extend in the Y direction. The coupling links 2 ", 4 "are of the same design as the V-shaped coupling links 2 , 4 , which are connected to one another via the Z-extending carrier of the gel kes 7 and are in the area above the coupling links 2 ", 4 ". In order to keep the orientation of the workpiece on the rotary table 10 constant during its movements in the XZ plane, the adjustment of the coupling links 2 ", 4 " of variable length must be carried out a corresponding rotation of the turntable 10 about the axis of the joint 7 "are accompanied. Because the rotary table 10 and the spindle 8 are adjustable in the X direction, the machining of longer workpieces is possible.
In den Fig. 6 und 7 wird eine Maschine dargestellt, die für eine 5- seitige Bearbeitung des Werkstücks dient. Das Modul der Tischver stellung ist so ausgebildet wie bei der Vorrichtung gemäß Fig. 5. Die Bauelemente, die den Elementen des Moduls der Tischverschiebung entsprechen, sind auch hier mit " bezeichnet. Das Modul zur Ver stellung der Spindel besitzt drei Freiheitsgrade. Hauptunterschied dieser Konstruktion im Vergleich mit den oben dargestellten Ausfüh rungsformen besteht darin, daß die Spindelachse in der Y-Z- Bewegungsebene des Trägers liegt, so daß sowohl die Bewegung der Spindel 8 in beliebiger Richtung in der Y-Z-Ebene als auch das Kippen der Spindel 8 durch die flächige Bewegung des Trägers er folgt. Das Modul der Spindelverstellung besteht aus zwei Koppelglie dern 2, 4 variabler Länge und einem Aktor 12, die jeweils mit dem Gehäuse 1 und mit dem einen Ende mit einem plattenförmigen Trä ger 16 über Gelenke 14, 15 verbunden sind. Die Koppelglieder 2, 4 variabler Länge sind gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1. Ihre Schwenkachsen 3 liegen in halber Länge der Ge stellteile 2, in denen der Schieber 4 verschiebbar gelagert ist. Die verstellbaren Gelenke 15, der Schieber 4 des unteren Koppelgliedes 2, 4 und der Aktor 12 besitzen eine gemeinsame Achse. Dies ist aber nicht unbedingt nötig. Das eine Ende des Aktors 12 ist im Bereich unterhalb der Schwenkachsen 3 der Koppelglieder 2, 4 angeordnet, vorzugsweise im Bodenbereich des Gestelles 1. Der Träger des Ge lenkes 7 kann mittels dreier unabhängiger Gelenke mit den Schie bern 4 und dem Aktor 12 verbunden sein. Genauso kann statt des Aktors 12 ein drittes Koppelglied (falls die Steifigkeitsanfoderungen besonders hoch sind) eingesetzt werden, oder es kann eines der Koppelglieder 2, 4 variabler Länge durch einen Aktor (falls die Stei figkeitsanfoderungen etwas niedriger sind) ersetzt werden. Fehlen die Bearbeitungskräfte (z. B. bei der Laserbearbeitung), können alle Koppelglieder variabler Länge bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 7 durch Aktoren ersetzt werden.In Figs. 6 and 7, a machine is illustrated, the side for a 5- machining of the workpiece is used. The module of the table adjustment is designed as in the device according to FIG. 5. The components which correspond to the elements of the module of the table displacement are also designated here with ". The module for adjusting the spindle has three degrees of freedom. The main difference of this construction compared with the embodiments shown above, it is that the spindle axis lies in the YZ plane of movement of the carrier, so that both the movement of the spindle 8 in any direction in the YZ plane and the tilting of the spindle 8 by the flat movement The module of the spindle adjustment consists of two coupling members 2 , 4 of variable length and an actuator 12 , which are each connected to the housing 1 and to one end with a plate-shaped carrier 16 via joints 14 , 15 Coupling links 2 , 4 of variable length are of the same design as in the embodiment according to FIG. 1. Their pivot axes 3 lie in h alber length of the Ge parts 2 , in which the slide 4 is slidably mounted. The adjustable joints 15 , the slide 4 of the lower coupling member 2 , 4 and the actuator 12 have a common axis. However, this is not absolutely necessary. One end of the actuator 12 is arranged in the area below the pivot axes 3 of the coupling links 2 , 4 , preferably in the bottom area of the frame 1 . The carrier of the Ge joint 7 can be connected by means of three independent joints with the slide bern 4 and the actuator 12 . Likewise, a third coupling element (if the rigidity requirements are particularly high) can be used instead of the actuator 12 , or one of the coupling elements 2 , 4 of variable length can be replaced by an actuator (if the rigidity requirements are somewhat lower). If the machining forces are missing (for example in the case of laser machining), all coupling elements of variable length can be replaced by actuators in the embodiments according to FIGS. 1 to 7.
Bei der Stellung gemäß Fig. 6 ist der Aktor 12 vollständig eingefah ren. Die Schlitten 4 der Koppelglieder 2, 4 sind derart relativ zu den Gestellteilen 2 verfahren, daß der Träger 16 in einer Vertikalebene (X-Y-Ebene) liegt und sich die Spindel 8 mit dem Werkzeug 9 hori zontal erstreckt. Der Drehtisch 10 ist entsprechend der vorigen Aus führungsform auf dem vertikalen Gelenk 7" vorgesehen und kann mit den beiden V-förmig zueinander liegenden Koppelgliedern 2", 4" va riabler Länge in die gewünschte Lage bezüglich des Werkzeuges 9 verstellt werden.In the position of FIG. 6, the actuator 12 is ren completely eingefah. The slide 4 of the coupling members 2, 4 are so moved relative to the frame parts 2 in that the support is 16 in a vertical plane (XY plane) and the spindle 8 extends with the tool 9 horizontally. The turntable 10 is provided in accordance with the previous guide form on the vertical joint 7 "and can be adjusted to the desired position with respect to the tool 9 with the two V-shaped coupling members 2 ", 4 "variable length.
Für die Bearbeitung der 5-ten Seite des Werkstücks nehmen der Aktor 12, die Koppelglieder 2, 4 variable Länge und der Träger 16 die in Fig. 7 gezeigte Position ein. Um diese Lage zu erreichen, wird der Aktor 12 ausgefahren. Die Koppelglieder 2, 4 variabler Länge werden außerdem so verstellt, daß der Träger 16 in eine horizontale Lage verstellt wird, in der die Spindel 8 mit dem Werkzeug 9 vertikal nach unten gegen das zu bearbeitende Werkstück auf dem Drehtisch 10 gerichtet ist. Die Gestellteile 2 der Koppelglieder 2, 4 schwenken da bei um ihre Schwenkachsen 3, die sich in X-Richtung erstrecken. Außerdem werden bei dieser Verstellung des Trägers 16 die Schlit ten 4 in den Gestellteilen 2 im erforderlichen Maße verschoben.For machining the 5th side of the workpiece, the actuator 12 , the coupling elements 2 , 4 variable length and the carrier 16 assume the position shown in FIG. 7. In order to achieve this position, the actuator 12 is extended. The coupling members 2 , 4 of variable length are also adjusted so that the carrier 16 is adjusted to a horizontal position, in which the spindle 8 is directed vertically downward with the tool 9 against the workpiece to be machined on the turntable 10 . The frame parts 2 of the coupling members 2 , 4 pivot there about their pivot axes 3 , which extend in the X direction. In addition, in this adjustment of the carrier 16, the Schlit th 4 in the frame parts 2 are moved to the extent necessary.
Der Träger 16 kann selbstverständlich in jede gewünschte Kipplage zwischen den Stellungen gemäß den Fig. 6 und 7 verstellt werden. Mit der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Konstruktion ist es möglich, die Bearbeitung von freiförmigen Flächen zu verwirklichen, wenn wäh rend der Bearbeitung eine Kippbewegung der Spindel 8 kontinuierlich und gleichzeitig mit der X-Bewegung des Werkstücks und/oder mit der Drehung des Drehtisches 10 vorgenommen wird.The carrier 16 can of course be adjusted to any desired tilt position between the positions shown in FIGS. 6 and 7. With the construction shown in FIGS . 6 and 7, it is possible to realize the machining of free-form surfaces if during the machining a tilting movement of the spindle 8 continuously and simultaneously with the X movement of the workpiece and / or with the rotation of the Turntable 10 is made.
Auf die beschriebene Weise ist es durch das formulierte Konstrukti onsprinzip möglich, eine Familie einfacher und in modularer Bauwei se hergestellter und zu verschieden Zwecken dienender Bearbei tungvorrichtungen zu schaffen. Die aktiven, zur Verstellung der Spin del 8 und des Drehtisches 10 vorgesehenen Antriebselemente sind an eine Steuerung angeschlossen, mit der die erforderlichen Bewe gungen der Antriebselemente gesteuert werden.In the manner described, it is possible through the formulated construction principle to create a family of processing devices which are simple and are manufactured in a modular manner and are used for various purposes. The active, provided for adjusting the Spin del 8 and the turntable 10 drive elements are connected to a controller with which the required movements of the drive elements are controlled.
Die Vorrichtung kann vorteilhaft auch in der Mikromechanik einge setzt werden. Die Aktoren werden in diesem Fall vorteilhaft durch Piezoaktoren ersetzt.The device can also advantageously be used in micromechanics be set. In this case, the actuators are advantageously used Piezo actuators replaced.
Claims (14)
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| DE1999124823 DE19924823A1 (en) | 1999-05-29 | 1999-05-29 | Device for finishing and assembling workpieces has support connectable to coupling members of which one is body of variable length which changes as support is adjusted by actor |
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| DE1999124823 DE19924823A1 (en) | 1999-05-29 | 1999-05-29 | Device for finishing and assembling workpieces has support connectable to coupling members of which one is body of variable length which changes as support is adjusted by actor |
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