DE2234377C3 - Verfahren und Einrichtung zum Ausrichten großer Werkstücke - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausrichten großer Werkstücke bei spanabhebenden Werkzeugmaschinen, deren Werkstücktisch eine in horizontaler Ebene schwenkbare Tischplatte aufweist und an seinen vier Eckpunkten abgestützt ist. Dabei geht es insbesondere um das Ausrichten in der vertikalen Ebene, z. B. um das Horizontieren des Werkstücktisches.

Das Ausrichten von Werkstücken in der vertikalen Ebene geschieht gewöhnlich von Hand, ζ. Β. durch Unterkeilen oder durch Verändern der Höhe von Zwischenlagen an den Stützpunkten. Hierzu sind nicht nur große physische Anstrengungen erforderlich, sondern es hängt die Genauigkeit des Ausrichtens auch in hohem Maße von der Erfahrung und der Geschicklichkeit des Arbeiters ab und bleibt in vielen Fällen unbefriedigend.

Die Schwierigkeiten erhöhen sich noch dann, wenn besonders schwere Werkstücke mit Gewichten von 10 t und mehr auch noch durch Schwenken der Tischplatte in der horizontalen Ebene umorientiert werden müssen, was insbesondere dann zu einem Verlust der Ausrichtung in der Vertikalebene führen kann, wenn der Schwerpunkt des Werkstücks nicht mittig zwischen den Stützpunkten gelegen ist. Es muß dann in der neuen Drehstellung erneut ausgerichtet werden.

Aus der DT-AS 19 05 207 ist es bekannt, einen Werkstücktisch an seinen vier Ecken mittels Schraubenhebeböcken zu stützen, wobei auch Höheneinstellungen möglich sind. Diese Höheneinstellungen erfolgen jedoch für jeden der Hebeböcke getrennt, wodurch nicht verhindert ist, daß man sich dem angestrebten Ziel nur in vielen Schritten nähern kann. Außerdem wirken bei Höhenverstellung nur eines Schraubenhebebocks die Gewichtskräfte nur noch auf zwei einander diagonal gegenüberliegende Stützpunkte, während die beiden anderen so lange kraftlos oder zumindest entlastet sind, bis eine Nachstellung des anderen Schraubenhebebocks erfolgt ist Dies ist nachteilig wegen der möglichen auftretenden Verspannungen und der für den Höhenvers'ellantrieb aufzubringenden Kräfte.

Ähnliches gilt für einen aus der US-PS 25 36 937 bekannten Werkstücktisch, der an seinen vier Eckpunkten höhenverstellbare Stützschrauben mit Kontermuttern aufweist

Zur Überwindung des Nachteils, daß bei den bekannten Ausrichtverfahren eine gleiche Größe der Auflagereaktionen nicht oder nur mit großer Mühe erreicht werden kann, ist in der DT-OS 20 63 461 ein Werkstücktisch vorgeschlagen, der sich auf drei hydraulische Unterlagen stützt welche nach dem Prinzip kommunizierender Gefäße miteinander verbunden sind. Weiterhin wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, beim Ausrichten in der vertikalen Ebene

. zunächst zwei Unterlagen gleichzeitig und gegensinnig in dem Sinne zu betätigen, daß die Ausrichtung, z. B. die Horizontierung, der parallel zur Verbindungslinie dieser Unterlagen verlaufenden Kanten erreicht ist. Die völlige Ausrichtung wird dann durch Betätigung der verbleibenden Unterlage erreicht.

Bei dieser bekannten Technik wird zwar verhältnismäßig schnell und unter Beibehaltung gleichmäßiger Stützkräfte die gewünschte Ausrichtung und Orientierung erreicht, jedoch ist Voraussetzung die spezielle Ausbildung des Tischs mit nur drei Unterlagen, welche zur Ermöglichung des Kraftausgleichs hydraulisch miteinander verbunden sein müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es aufzuzeigen, wie bei einem an vier Punkten abgestützten Tisch mit mechanisch höhenverstellbaren Stützelementen schnell und zuverlässig eine genaue Ausrichtung in der vertikalen Ebene erreicht werden kann. Die Gleichmäßigkeit der Gewichtsverteilung auf die vier Stützpunkte soll dabei aufrechterhalten bleiben.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird in der Weise vorgegangen, daß der Werkstücktisch samt Werkstück zunächst an zwei benachbarten Stützpunkten paarweise um gleiche Hubhöhen vertikal verstellt wird, bis seine Neigung in der senkrecht zur Verbindungslinie dieser Stützpunkte stehenden Ebene den gewünschten Wert annimmt, worauf der Werkstücktisch an zwei benachbarten Stützpunkten, deren Verbindungslinie senkrecht zur Verbindungslinie der vorher betätigten Stützpunkte liegt, ebenfalls paarweise um gleiche Hubhöhen vertikal

¹ verstellt wird, bis die gewünschte Orientierung des Werkstücktisches erreicht ist.

Bei einem solchen Verfahren wird in nur zwei Einstelloperationen unter Aufrechterhaltung der gleichmäßigen Gewichtsverteilung auf die Stützpunkte eine zuverlässige und genaue Ausrichtung und Orientierung erreicht.

Zur Durchführung dieses Verfahrens dient ein Werkstücktisch mit vier auf den Eckpunkten eines Parallelogramms liegenden Stützelementen, wobei es

> zweckmäßig sein kann, wenn im Bett des Werkstücktisches neben jedem seiner Stützelemente ein. Hydraulikzylinder angeordnet ist, dessen Kolbenstange als Stütze dient, die das Stützelement bei seiner Bewegung in vertikaler Richtung bezüglich des Werkstücktisches < samt Werkstück entlastet.

An sich ist aus der DT-PS 6 95 881 bekannt, mechanische Höhenverstelleinrichtungen von Werkstücktischen durch in der Nähe angeordnete Hydrozy-

linder zu entlasten, wobei jedoch nur zwei höhenverstellbare Stützpunkte vorgesehen sind und die Hydrozylinder kommunizierend miteinander verbunden sind. Bei der vorliegenden Erfindung geht es dagegen darum, die jeweils betätigten Stützelemente durch die zugeordneten Hydraulikzylinder nur während der Höhenverstellung so zu entlasten, daß die notwendige Antriebskraft reduziert ist und damit eine besonders präzise Einstellung möglich ist.

Nachfolgend wird die Erfindung durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Werkstücktisch einer spanabhebenden Werkzeugmaschine für große und schwere Werkstücke in perspektivischer Darstellung mit einem bloßgelegten Stützelement;

Fig.2 eine schematische Darstellung des Tisches gemäß F i g. 1 in Draufsicht;

F i g. 3 den Schnitt nach Linie III-Ill in F i g. 2.

Der gesamtheitlich mit A bezeichnete· Werkstücktisch besteht aus einem Bett 3 mit geradlinigen Führungen D, dem auf diesen gleitenden Schlitten 4 und der auf dem Schlitten 4 in der Horizontalebene schwenkbaren Tischplatte 2. Auf dieser sitzt das Werkstück I.

Zum Verfahren des Schlittens 4 auf den Führungen D des Bettes und zur Drehung der Tischplatte 2 gegenüber dem Schlitten sind nicht dargestellte geeignete Antriebe vorhanden.

Das Bett 3 hat vier Stützelemente 5, die auf den Eckpunkten eines Parallelogramms, vorliegend an den Ecken des Grundrißrechtecks liegen. Jedes Stützelement umfaßt eine Schraube 6, die mit einer im Bett 3 angeordneten Mutter 7 ein Schraubenpaar bildet, welches mit einem Antrieb 8 kinematisch verbunden ist. Der Antrieb 8 soll geeignet sein, mit einem weiteren gleichartigen Antrieb zur exakt synchronen Drehung gekoppelt zu werden. Bei Wahl eines elektrischen Antriebs bieten sich hierfür Selsynmotore an.

In der Nähe jedes Stützelementes 5 ist ein Hydraulikzylinder 9 angeordnet, dessen Kolbenstange 10 das Stützelement S bei dessen Bewegung in vertikaler Richtung nach dem Pfeil C bezüglich des Bettes 3 entlastet.

Beim Ausrichten des Werkstücktisches samt Werkstück wird nun so vorgegangen, daß in einem ersten Schritt zwei benachbarte Stützelemente 5 Daarweise, gleichsinnig und um gleiche Hubhöhen synchron vertikal versteilt werden, bis die Neigung in der senkrecht zur Verbindungslinie dieser Stützpunkte stehenden Ebene den gewünschten Wert annimmt. Bei Betrachtung von F i g. 2 werden z. B. die Stützelemente der Ecken b und c verstellt, bis die Verbindungslinien a — bbzw. c — c/die gewünschte Neigung haben. Dann wird der Werkstücktisch an zwei benachbarten Stützelementen, deren Verbindungslinien bereits die gewünschte Neigung haben, ebenfalls paarweise um gleiche Hubhöhen vertikal verstellt, bis die gewünschte Orientierung von Werkzeugtisch und Werkstück erreicht ist. Im Beispiel würden also im zweiten Schritt die Stützelemente der Ecken c und d verstellt, bis auch die Verbindungslinien b — cbzw. a — c/die gewünschte Neigung haben, womit die Sollage erreicht ist.

Bei einer paarweisen Bewegung der Stützelemente des Tisches um gleiche Hubhöhen bleiben die

Stützenreaktionen in allen Stützpunkten a, b, c und d unter der Gewichtswirkung des Tisches mit Werkstück konstant, so daß sich die vorhandenen Tischdeformationen nicht verändern. Infolgedessen entsprechen den vorgegebenen Größen der Bewegungen der Stützpunkte die tatsächlichen Bewegungen des Tisches samt Werkstück an den entsprechenden Stellen.

Während der Höhenverstellungen wird gleichzeitig allen oder nur den in der Nähe der betätigten Antriebe 8 angeordneten Hydraulikzylindern 9 Druckflüssigkeit zugeführt. Nach Ausschalten der Antriebe 8 wird die Druckflüssigkeit wieder aus den Hydraulikzylindern 9 abgelassen.

Eine vollständige Arbeitsvorbereitung der Werkzeugmaschine verläuft wie folgt:

Man setzt das Werkstück 1 auf der Tischplatte 2 auf, befestigt es auf eine beliebige bekannte Weise und ermittelt nach einer der allgemein bekannten Methoden dessen tatsächliche Lage in bezug auf das Ausführorgan der Maschine und folglich auch diejenigen Größen der Ausrichtbewegungen, die ausgeführt werden müssen, damit das Werkstück die richtige Stellung in bezug auf das Ausführungsorgan der Maschine einnimmt

Dann bringt man das Werkstück 1 in die in bezug auf das Ausführungsorgan der Maschine erforderliche Stellung in horizontaler Ebene, indem man es zusammen mit der Tischplatte gegenüber dem Schlitten 4 dreht, wie dies durch den Pfeil B angedeutet ist.

Um die erforderliche Lage des Werkstücks in vertikaler Ebene zu erzielen, wird mittels zweier Antriebe 8, die über Kegelradgetriebe 11/12 auf die zugehörigen Schrauben 6 wirken, das erste gewählte Paar von benachbarten Stützpunkten des Tisches gleichsinnig um die erforderliche Größe in vertikaler Richtung in bezug auf die Mutter 7 des Bettes bewegt. Wenn die Größe dieser Bewegung dem Sollwert gleich ist, wird das nächste Stützpunktpaar in gleicher Weise höhenverstellt. Danach wird das Werkstück 1 die richtige räumliche Stellung in bezug auf das Ausführungsorgan der Maschine einnehmen.

Wenn nach der Winkeldrehung der Tischplatte 2 mit dem Werkstück sich die richtige Orientierung des Werkstücks bezüglich des Ausführungsorgans der Maschine in vertikaler Ebene infolge zusätzlicher Tischdeformationen verändert, so kann dies bei der Kontrolle der Werkstückstellung festgestellt werden, und es kann mit wenig Zeitaufwand auf die beschriebene Weise eine zusätzliche Lagekorrektur durchgeführt werden.

An sich ist es durchaus möglich, nur mit Hilfe der Antriebe 8 die durch das Tisch- und das Werkstückgewicht belasteten Stützelemente-Schrauben 6 zu bewegen. Doch würde man hierzu sehr leistungsfähige und voluminöse Antriebe benötigen, die u. U. keine ausreichende Empfindlichkeit für Feineinstellungen mehr hätten. Deshalb werden die Stützelemente 5 durch Druckbeaufschlagung der Hydraulikzylinder 9 entlastet. Zweckmäßigerweise wird ein Druck zugeführt, der nahezu ausreicht, um den Tisch samt Werkstück 1 zu heben. Dann sind die Stützelemente von den auf sie einwirkenden Kräften des Tisch- und Werkstückgewichts fast völlig entlastet und es bedarf nur noch einer kleinen Motorleistung, um die Schrauben 6 zu drehen. Damit können auch Selsynmotore verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Ausrichten großer Werkstücke bei spanabhebenden Werkzeugmaschinen, deren Werkstücktisch eine in horizontaler Ebene schwenkbare Tischplatte aufweist und an seinen vier Eckpunkten abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstücktisch samt Werkstück zunächst an zwei benachbarten Stützpunkten paarweise um gleiche Hubhöhen vertikal verstellt wird, bis seine Neigung in der senkrecht zur Verbindungslinie dieser Stützpunkte stehenden Ebene den gewünschten Wert annimmt, worauf der Werkstücktisch an zwei benachbarten Stützpunkten, deren Verbindungslinie senkrecht zur Verbindungslinie der vorher betätigten Stützpunkte liegt, ebenfalls paarweise um gleiche Hubhöhen vertikal vei stellt wird, bis die gewünschte Orientierung des Werkslücktisches erreicht ist.

2. Werkstücktisch zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit vier auf den Eckpunkten eines Parallelogramms liegenden Stützelementen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bett (3) des Werkstücktisches (2, 4, 3) neben jedem seiner Stützelemente (5) ein Hydraulikzylinder (9) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (10) als Stütze dient, die

- das Stützelement bei seiner Bewegung in vertikaler Richtung bezüglich des Werkstücktisches samt Werkstück (1) entlastet.