DE2217373A1

DE2217373A1 - Einrichtung zur dreidimensionalen bearbeitung eines werkstueckes nach einer zeichnung und einem modell

Info

Publication number: DE2217373A1
Application number: DE19722217373
Authority: DE
Inventors: Albert Boettcher; Hans Maass
Original assignee: Franz Kuhlmann KG
Current assignee: Franz Kuhlmann KG
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1973-11-08
Also published as: GB1393516A; CH565626A5; IT983714B; FR2179825B1; FR2179825A1

Description

• ■ .. ν Z nan.

M anchor. ~V, Si; .!sJorfstr. 18

173-18.6O6P(18.6O7H) 11. 4. 1972

FRANZ KUHLMANN K.G., Präzisionsmechanik und Maschinenbau

Bad Lauterberg im Harz

Einrichtung zur dreidimensionalen Bearbeitung eines Werkstückes nach einer Zeichnung und einem Modell

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur dreidimensionalen Bearbeitung eines Werkstückes nach einer Zeichnung und einem Modell mittels einer Werkzeugmaschine, die ein die Horizontal -Bewegungen des Werkzeuges steuerndes, den Zeichnungskonturen durch Stellmotore automatisch folgendes Zeichnungs-Abtastgeräts sowie einen Pantographen aufweist.

Die dreidimensionale Bearbeitung von Werkstücken in beispielsweise einer Nachformfräsmaschine erfolgt im allgemeinen mit Hilfe eines Hochpantographen, bei welchem ein in der Regel von Hand geführter Taststift die Höhenlinien eines Modells abgreift. Die Taststiftbewegungen werden je nach dem eingestellten Pantographenverhältnis mehr oder weniger verkleinert auf das Fräswerkzeug übertragen, das im Werkstück eine dem Modell

173-xl673-SdBk

309845/0539

entsprechende Form ausarbeitet.

Ferner sind auch Werkzeugmaschinen, insbesondere zweidimensional arbeitende Gravierfräsmaschinen bekannt, bei denen ein Zeichnungs-Abtastgerät an dem vorderen Ende eines Pantographenhebels angeordnet ist. Dieses zum Beispiel als photoelektrischer Lesekopf ausgebildetes Abtastgerät folgt den Linienzügen einer fest aufgespannten Zeichnung und überträgt diese Horizontalbewegungen durch das Hebelsystem des Pantographens auf das Werkzeug. Beide Systeme sind für bestimmte Bearbeitungsvorgänge gut geeignet. Es ist jedoch nicht möglich, mit einer dieser Maschinen ein Werkstück nach einer Zeichnung und einem Modell zu arbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum dreidimensionalen Bearbeiten von Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Horizontalbewegungen des Werkzeuges durch eine Zeichnung und die vertikalen Zustellbewegungen von einem Modell bestimmt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Übertragung der Horizontal-Bewegungen des photoelektrischen Lesekopfes des Zeichnungs-Abtastgerätes auf den Pantographen ein mechanisches Hebelgestänge vorgesehen ist, dessen einer, als Führungsstab ausgebildeter Schwenkhebel am Lesekopf angelenkt und mit einer den Höhenkonturen eines aufgespannten Modells folgenden, dem Pantographen zugeordneten Tästeinrichtung versehen ist, die die Zustellbewegungen des Werkzeuges steuert.

Zum Fräsen eines dreidimensionalen Werkstückes ist es nicht mehr notwendig, daß das vom Taststift abgegriffene Modell genau der Flächenform des fertigen Werkstückes entspricht. Im

309845/0539

Modell müssen lediglich die Erhebungen und Vertiefungen vorgesehen sein, was eine erhebliche Erleichterung bei der Herstellung des Modelles, wie auch beim Bearbeiten des Werkstückes bedeutet.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. Ja bis c die Führung und Halterung des in der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendeten Taststiftes in mehreren Tastppsitionen,

Fig. 4a bis d den Zeichnungsauflagetisch der erfindungsgemäßen Einrichtung mit mehreren, nacheinander eingespannten Zeichnungen eines Werkstückes.

Die in.den Fig. 1 und 2 dargestellte Nachformfräsmaschine enthält einen Zeichnungsauflagetisch 1, einen Modelltisch 2 zum Einspannen eines Höhenlinien-Modells 3 und einen Werkstück- oder Arbeitstisch 4. Auf den Zeichnungsauflagetisch 1 ist in Führungen 5 ein Querschlitten 6 in Richtung der X-Achse mittels eines Stellmotors 7 verfahrbar. An diesem Querschlitten 6 wiederum befindet sich eine Halterung 8 für einen optischen Lesekopf 9» der durch einen zweiten Stellmotor 10 in Richtung der Y-Achse verschiebbar ist.

An der vorderen Stirnseite der Lesekopfhalterung 8 ist ein Gelenkansatz 11 vorgesehen, indem ein Führungsstab 12 um eine parallel zur Y-Achse verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Das vordere Ende dieses FUhrungsstabes ist als Aufnahme für ein Kalottenlager 13 eines Taststiftes 14 ausgebildet, der die jeweiligen Höhenlinien des Modells 3 abgreift. Der Taststift 14 wird von einer Klemmhalterung 15 aufgenommen, in der er axial verstellt und fixiert werden kann. Diese Klemm-

30984 5/0S39

halterung 1.5 befindet sich am äußersten Ende eines Pantographengestänges 16, das um eine horizontale Achse 17 schwenkbar am Rahmen 18 der Nachformfräsmaschine 20 angelenkt ist. Diese Anlenkung gestattet die zum dreidimensionalen. Fräsen notwendigen Vertikalbewegungen des Pantographens 16 bzw. des Taststiftes 14 und des diesem in jeweilig einstellbarem Pantographenverhältnis zugeordneten Fräsers 21. Eine Änderung bzw. Verstellung des Übertragungsmaßstabes zwischen den Höhenkonturen des Modells und der Zustellung des Werkzeuges kann durch an den Hebelarmen des Pantographens 16 vorgesehene^ Einstellschieber. l^r&tän^Väfäm^aole ¹⁹'

In den Fig. 3a bis 3^C ist eine besondere Ausführung des Taststiftes mit seinen FUhrungs- und Halterungselementen in verschiedenen Abtaststellungen dargestellt. Zur besseren Anpassung an die unterschiedlichen Gestaltungen der Modelle ist das vordere Ende der Führungsstange 12 über eine Einstell- und Arretiervorrichtung 22 mit einem Zwischenstück 23 verbunden, dessen freies Ende als Lagerschale für das Kalottenlager 13 des Taststiftes 14 ausgebildet ist. Um die Position des Taststifts auch der Gesamthöhe verschiedener Modelle anpassen zu können, ist er in einer Klemmhalterung 15 axial verschiebbar geführt, die aus einem den Taststift 14 unmittelbar umgreifenden Futter 24 und einer Klemmbuchse 25 besteht. Letztere stützt sich mit einem oberen Ringansatz 26 in Führungen 27 in der Strebe des Pantographens ab.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ist folgende: Auf dem Zeichnungsauflagetisch 1 wird eine Zeichnung, die beispielsweise die Konturen einer Schuhsohlenform enthält, genau ausgerichtet eingespannt. Die Linienzüge der Zeichnung werden von dem/X^ und Y-Richtung mittels der Stellmotore 7 und 10 verfahrbaren photoelektrischen Lesekopf ab-

gefahren, wobei die Führungsstange 12 den Horizontalbewegungen des Lesekopfes unmittelbar folgt. Das auf dem Modelltisch festgespannte Höhenlinienmodell j5, das, wie in Fig. 2 gezeigt, zum Beispiel eine rechteckige Grundform besitzen kann, wird von dem durch den Führungsstab waagerecht geführten Taststift abgefahren und die kombinierten Horizontal- und Vertikalbewegungen entsprechend dem eingestellten Übersetzungsverhältnis des Pantographen auf den Fräser 21 übertragen.

EUr eine genaue Zuordnung der Zeichnung zum Modell sind, wie aus Fig. 4a bis d ersichtlich, an den vier Ecken des · Zeichnungsauflagetisches 1 vier Stifte 25 vorgesehen, die das jeweilige Zeichnungsblatt durchragen und in einer genau definierten Lage festlegen. Der besondere Vorteil dieses Zeichnungsauflagetisches kommt dann zum Tragen, wenn zum Fräsen eines Werkstückes mehrere Zeichnungsfiguren benötigt werden, wie es beispielsweise bei dem gezeigten Beispiel der Fall ist. Die Zeichnungs^figurenblätter müssen dabei lediglich nacheinander auf die Stifte 25 aufgezogen werden, ohne daß weitere Einstellungsvorgänge notwendig wären. In ähnlich vorteilhafter Weise kann die genaue Positionierung der Zeichnung durch Markierungskreuze auf dem Zeichnungsauflagetisch erfolgen.

309845/053 9

Claims

Patentansprüche

. J Einrichtung zur dreidimensionalen Bearbeitung eines Werkstückes nach einer Zeichnung und einem Modell mittels einer Werkzeugmaschine, die ein die Horizontal-Bewegungen des Werkzeuges steuerndes, den Zeichnungskonturen durch Stellmotore automatisch folgendes Zeichnungs-Abtastgerät sowie einen Pantographen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung der Horizontal-Bewegungen des photoelektrischen Lesekopfes (9) des Zeichnungs-Abtastgerätes auf den Pantographen (2) ein mechanisches Hebelgestänge vorgesehen ist, dessen einer als Führungsstab ausgebildeter Schwenkhebel am Lesekopf (9) angelenkt und mit einer den Höhenkonturen eines aufgespannten Modelies (3) folgenden, dem Pantographen (16) zugeordneten Tasteinrichtung (14) versehen ist, die die Zustellbewegungen des Werkzeuges (21) steuert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pantograph (l6) zur Übertragung der von der Tasteinrichtung (14) ermittelten Zustellwerte auf das Werkzeug (21) um eine Horizontal-Achse (17) schwenkbar am Rahmen (18) der Werkzeugmaschine (20) befestigt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Übertragungsmaßstabes zwischen den Höhenkonturen des Modells (3) und der Zustellung des Werkzeuges (21) die Hebelarme des Pantographen (l6) mit Einstellvorrichtungen (19) versehen sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Zeichnungs-Abtastgerät ein optischer

309845/0539

Lesekopf (9) ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß der Zeichnungsauflagetisch (1) mehrere Fixierstifte (25) zur Arretierung der Zeichnungsblätter enthält.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zeichnungsauflagetisch (1) Markierungskreuze zum Ausrichten der Zeichnung vorgesehen sind.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis j5, dadurch gekennzei dinet, daß die Werkzeugmaschine eine Nachformfräsmaschine mit dreidimensional verfahrbarem Präser ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine eine Schleifmaschine mit dreidimensional verfahrbarem Schleifwerkzeug ist.

0 9 8 4 5/0539