DE2635331A1

DE2635331A1 - Kopierfraesvorrichtung

Info

Publication number: DE2635331A1
Application number: DE19762635331
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Tsuzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1976-08-05
Publication date: 1978-02-09
Also published as: US4215960A

Description

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Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, Toyota /Japan

Kopierfräsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kopierfräsvorrichtung für eine dreidimensionale, frei gekrümmte Oberfläche, mit einem Taststift und einem entsprechend dem Taststift bewegbaren Schneidwerkzeug.

Die Erfindung betrifft weiter eine Kopierfräsmaschine mit einem Bett und einer torförmigen Säule, die an einem Boden : befestigt sind, .einem am Bett und in einer Richtung X gleitbaren Tisch, wobei X die Längsrichtung des Bettes ist, einem an der torförmigen Säule angeordneten und in einer Richtung Y gleitbaren Querträger,wobei Y die Höhenrichtung der Säule ist, einem an dem Querträger angeordneten und in einer Richtung 2 gleitbaren Schlitten, wobei Z die Längsrichtung

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des Querträgers ist, und einer Tasteinheit und einer Schneideinheit, die am Schlitten befestigt sind, wobei der Taststift der Tasteinheit in Berührung mit einem Modell auf dem Tisch bringbar ist, und das Schneidwerkzeug der Schneideinheit in seinen Bewegungen dem Taststift folgt.

Damit bezieht sich die Erfindung allgemein auf Verbesserungen bei Kopierfräsmaschinen zum Herstellen einer metallischen Spritzgiessform, Metallformen für Kunststoffe und andere Produkte .

Bei bekannten Kopierfräsmaschinen stehen das zu kopierende Modell und das herzustellende Produkt, d.h. das Werkstück in einer Abmessungsbeziehung von 1 : 1. Wenn das Werkstück unter erhöhten Temperaturbedingungen eingesetzt wird, wie dies z.B. bei einer metallischen Spritzgiessform oder einer Form für Kunststoffteile der Fall ist, wird der Betrag, um den das spritzgegossene Teil oder Kunststoffteil sich bei der Abkühlung zusammenzieht, berücksichtigt, indem ein Modell mit grösserer Abmessung für den Kopierfräsvorgang verwendet wird. Dies wird dem Problem zugeschrieben, dass, da die Abmessungsbeziehung zwischen Modell und Werkstück im Fall der Spritzgiessform oder Form für Kunststoffe nicht 1 : 1 ist, eine absolute Koordinatenstelle, an der das Modell abgefahren wird, und eine Koordinatenstelle an einem tatsächlichen Bearbeitungspunkt zu sämtlichen Zeiten auf einer gekrümmten Fläche voneinander abweichen.

Aus diesem Grund ist es bei der Herstellung des Kopierfräsmodells notwendig, dass ein erfahrener Arbeiter das Modell auf eine grössere Abmessung entsprechend dem berücksichtigten erforderlichen Betrag der Expansion auf der Grundlage der Form und Abmessung des fertigen Produktes herstellt. Auch

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hat man schon vorgeschlagen, eine dreidimensionale Kopierfräsmaschine durch Kombination von masstabsverringernden Kopierfräsmaschinen für zweidimensionale Arbeiten aufzubauen. In diesem Fall tritt jedoch ein anderes Problem aufgrund der Unterschiede zwischen der zentralen Taststiftstellung, zentralen Schneidwerkzeugstellung und der Schneidwerkzeugberührung auf. Mit der Erfindung sollen die zuvor erwähnten Probleme in einfacher Weise gelöst werden.

Bei Produkten, die eine hohe Genauigkeit erfordern, wie bei Spritzgiessformen und metallischen Schmiedeformen ist selbst, wenn das Kopierfräsmodell unter Berücksichtigung des Augenmasses und der Erfahrung eines Facharbeiters auf der Zeichnung und dem fertigen Produkt basiert, dieses Modell auf ein solches beschränkt, bei dem ein ebener Teil, ein identisch gekrümmter Flächenteil oder dergleichen gross ist. Darüber hinaus ist ein präziser Handfertigbearbeitungsvorgang erforderlich. In Fällen, wo,wie bei metallischen Formen zum Herstellen von Kunststoffteilen, der äussereiErscheinung des fertigen Produktes eine grössere Bedeutung als der. Dimensionsgenauigkeit zugemessen wird,ist es tätsächlich so, dass,"wenn das Produkt durch die Metallform eine Kontraktionsverformung erfährt und gegenüber dem Auslegungsmodell Dimensionsabweichungen zeigt, ein solches kontrahiertes und verformtes Produkt in Massenproduktion hergestellt wird.

Das Problem hinsichtlich der Abmessungsgenauigkeit beim Kopierfräsen nimmt mit grosser werdender Abmessung des Produktes zu, da die Bearbeitungsgenauigkeit grosser wird und der Betrag der Wärmeverformung des für das Produkt verwendeten Rohmaterials ebenfalls ansteigt. Insbesondere liegt diese Schwierigkeit dann vor, wenn dem Produkt eine besondere Funktionsbedeutung

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zukommt und es einen grossen Anteil an dreidimensionaler, frei gekrümmter Oberfläche hat. Eine Massnahme zum Lösen dieses Problems ist unter dem Begriff numerisches Steuern

bekannt. Bei dem numerischen Steuersystem jedoch ist die Auslegung von numerischen Werttransformationen im voraus erforderlich, um unter Verwendung eines Modells mit tatsächlicher Grosse ein Fräsen zu einer grösseren Abmessung durchzuführen. Ferner ist die Einstellung der numerischen Werte unter Berücksichtigung zahlreicher Bedingungen, wie beispielsweise dem Durchmesser eines Zeichenstiftes notwendig. Somit ist mit dieser Vorgehensweise eine grosse Anzahl an Arbeitsschritten verbunden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopierfräsmaschine der eingangs erwähnten Gattungen zu schaffen, die auf Basis eines Modells mit einem Dimensionsverhältnis von 1 : 1 relativ zum fertigen Produkt arbeitet und bei der die Bewegung des Schneidwerkzeugs dergestalt gesteuert werden kann, dass der erforderliche Betrag der Ausdehnung oder Kontraktion berücksichtigt wird, so dass das zu fertigende Produkt, z.B. eine Metallform, automatisch auf eine Abmessung gebracht wird, die dem erforderlichen Betrag der Ausdehnung oder Kontraktion Rechnung trägt, d.h. das Produkt relativ zur Abmessung- des zu kopierenden Modells vergrössert oder verkleinert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch Messfühler zum Erfassen der Verschiebungsbeträge des Taststiftes von vorgewählten Bezugspunkten in den einzelnen Richtungen der Achsen X, Y und Z eines kartesischen Koordinatensystems aus; eine Antriebseinrichtung zum Einstellen, die das Schneidwerkzeug

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oder den Taststift einer Positionierung in den betreffenden Axialrichtungen X, Y und Z unabhhängig von der Nachfolgebewegung unterwirft, und Steuereinrichtungen, die die Antriebseinrichtung zum Einstellen um Beträge in Gang setzt, die den erfassten Werten der Messfühler entsprechen.

Bei einer Kopierfräsmaschine mit dem eingangs erwähnten, näher umrissenen Aufbau zeichnet sich die erfindungsgemässe Lösung aus durch Vorsehen eines ersten, zweiten und dritten Ritzels, wobei die einzelnen Ritzel am Tisch, am Querträger bzw. Schlitten befestigt sind, eine erste, am Bett befestigte Zahnstange, die mit dem ersten Ritzel kämmt; einer zweitai, an der torförmigen Säule befestigte Zahnstange, die mit dem zweiten Ritzel kämmt, einer dritten, am Querträger befestigte Zahnstange, die mit dem dritten Ritzel kämmt, Messfühlern, die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Ritzel verbunden sind und die Verschiebungsbeträge des Taststiftes von vorgewählten Bezugspunkten in den einzelnen Richtungen der Achsen X, Y und Z eines kartesischen Koordinatensystems aus erfassen; einer Antriebseinrichtung zum Einstellen, die das Schneidwerkzeug oder den Taststift einer Positionierung in den betreffenden Axialrichtungen x, y und ζ unabhängig von der Nachfolgebewegung unterwirft, und Steuereinrichtungen, die die Antriebseinrichtung zum Einstellen um Beträge in Gang setzen, die den erfassten Werten der Messfühler entsprechen.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemässen Kopierfräsmaschinen ist im Anspruch 3 aufgeführt.

Bei den erfindungsgemässen Kopierfräsmaschinen kann der Umfang

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der Masstabsvergrösserung oder -verkleinerung frei eingestellt werden, so dass sich ein Produkt oder Erzeugnis mit hoher Präzision und dem hinzugefügten notwendigen Betrag für die Ausdehnung oder Kontraktion in sehr leistungsfähiger Weise kopierfräsen lässt, selbst wenn Werkstücke mit einer grossen, dreidimensional frei gekrümmten Oberfläche vorliegen. Die hierdurch bedingte Genauigkeit des fertigen Erzeugnisses und die Verbesserung hinsichtlich der Arbeitsweise sind bemerkenswert, wobei gleichzeitig die Kosten für das Kopierfräsen herabgesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht von einer Kopierfräsmaschine, an der die erfindungsgemässe Vorrichtung angeordnet wird,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie III-III nach Fig. 1 ,.von wesentlichen Teilen der Vorrichtung,

Fig. 4 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie IV-IV nach Fig. 3, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht bezüglich des Zusammenhanges zwischen Modell, Bezugspunkt und Bearbeitungsweg.

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In dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel kopiert und fräst die Kopierfräsmaschine eine Spritzgiessform als Werkstück W, entsprechend einem Modell M, wobei die Spritzgiessform eine grössere Abmessung als das Modell M erhält, so dass einer gewissen Kontraktion Rechnung getragen wird. Die Maschine umfasst ein Bett 1 und eine torförmige Säule 2, die am Boden eines Fertigungsbetriebes befestigt sind. Ein Tisch 3 ist auf dem Bett 1 so angeordnet, dass er sich in X-Richtung, d.h. in Längsrichtung verschieben lässt. Der Tisch 3 wird dabei in X-Richtung durch einen Impulsmotor 4 angetrieben.

Ein Querträger 5 ist an der torförmigen Säule 2 angeordnet und kann in Y-Richtung, d.h. in Höhenrichtung verschoben werden. Der Querträger 5 wird in Y-Richtung durch einen Impulsmotor 6 bewegt.

Ein Schlitten oder Support Ί ist am Querträger 5 gehalten und kann in Z-Richtung, d.h. in Längsrichtung des Querträgers 5, verschoben werden. Der Schlitten 7 wird in Z-Richtung durch einen Impulsmotor 8 bewegt. Eine Einheit 9 für einen Taststift 11 und eine Einheit 1o für ein Schneidwerkzeug 12 sind am Schlitten 7 befestigt. Der Taststift 11 an der Einheit 9 steht in Berührung mit dem Modell M auf dem Tisch 3. Aufgrund dines Signals vom Taststift werden die betreffenden Impulsmotore 4, 6 und 8 in Gang gesetzt, so dass das Schneidwerkzeug 12 den Kopierfräsvorgang am Werkstück W vornimmt. Der zuvor beschriebene Aufbau entspricht demjenigen von bekannten Kopierfräsmaschinen .

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Einheit 9 für den Taststift eine Antriebseinrichtung 13

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zum Einstellen und Steuereinrichtungen 14, 15 und 16 für die einzelnen Axialrichtungen X, Y und Z, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, auf.

Die Antriebseinrichtung 13 zum Einstellen besteht aus einem ersten inneren Block 19, der in einem äusseren Block 17 so angeordnet ist, dass er sich in X-Richtung durch einen ersten Gleitführungsbereich 18 verschieben lässt, einem zweiten inneren Block 21_;der sich in dem inneren Block 19 befindet und durch einen zweiten Gleitführungsbereich 2o in Z-Richtung bewegt werden kann, und einem dritten inneren Block 22, der in dem zweiten inneren Block 21 angeordnet ist und sich in Y-Richtung durch einen dritten Gleitführungsbereich mit dem gleichen Aufbau wie die Gleitführungsbereiche 18 oder 2o verschieben lässt. Der Taststift 11 und ein ihm zugeordneter, ein Steuersignal erzeugender Bereich 23 sind am dritten inneren Block 22 befestigt. Der das Steuersignal erzeugende Bereich 23 erzeugt Vorlauf- und Rücklaufsignale für die Impulsmotore 4, 6 und 8 zur Durchführung des Kopierfräsens.

Der erste bis dritte innere Block bilden einen ersten Raum S₁, einen zweiten Raum S- und einen dritten Raum S₃ in den betreffenden Gleitrichtungen bezüglich des äusseren Blockes 17, des ersten inneren Blockes 19 und des zweiten inneren Blockes 21, in denen die betreffenden Blöcke angeordnet sind. Der erste innere Block 19 steht in Gewindeeingriff mit einer Gewindewelle 24 der ersten Steuereinrichtung 14, die ein mit dem äusseren Block 17 verbundener Impulsmotor ist. Durch Drehung des Impulsmotors der Steuereinrichtung 14 wird der erste innere Block in X-Richtung innerhalb des Bereiches des Raumes vorwärts und rückwärts bewegt.

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Auf der Grundlage des gleichen Mechanismus wird der zweite innere Block 21 in Z-Richtung innerhalb des Bereiches des Raumes S^ durch die zweite Steuereinrichtung 16, die ein Impulsmotor ist, vorwärts und rückwärts bewegt, während der dritte innere Block 22 in Y-Richtung innerhalb des Bereiches des Raumes S, durch die dritte Steuereinrichtung 15, die ein Impulsmotor ist, ebenfalls vorwärts und rückwärts bewegbar ist.

Ein erstes Ritzel 25, ein zweites Ritzel 26 und ein drittes Ritzel 27 sind mit dem Tisch 3, dem Querträger 5 bzw. dem Schlitten 7 verbunden. Auf der anderen Seite sind eine erste Zahnstange 28, eine zweite Zahnstange 29 und eine dritte Zahnstange 3o mit dem Bett 1, der torförmigen Säule 2 bzw. dem Querträger 5 verbunden und kämmen mit den betreffenden Ritzeln 25, 26 bzw. 27.

Die Ritzel 25, 26 und 27 sind zusätzlich mit Messfühlern 31, 32 und 33 versehen, die die betreffenden Bewegungsstrecken des Tisches 3, Querträgers 5 und Schlittens 7, d.h. die Beträge der Verschiebungen in X-, Y- und Z-Richtung von nachfolgend näher erläuterten Bezugspunkten aus, erfassen und entsprechende Signale abgeben. Der Messfühler 31 zur Bestimmung des Verschiebungsbetrages in X-Richtung gibt sein Signal an den Impulsmotor, der die Steuereinrichtung 14 ist, und bewegt diese um einen entsprechenden Betrag. In ähnlicher Weise kann der Messfühler 32 den Impulsmotor, der die Steuereinrichtung 15 ist, und der Messfühler 33 den Impulsmotor, der die Steuereinrichtung 16 ist, betätigen.

Beim steuersignalerzeugenden Bereich 23 und bei den Messfühlern

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31, 32 und 33 kann es sich um irgendeine bei bekannten Kopierfräsmaschinen verwendete Bauart handeln, die es erlaubt, auf einen Verschiebungsbetrag anzusprechen und das erforderliche Steuersignal zu erzeugen. Der konkrete Aufbau des signalerzeugenden Bereiches als auch der Messfühler und signalübertragenden Schaltkreise sind in der Zeichnung weggelassen.

Obgleich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Impulsmotore als Antriebs- und Steuerquellen verwendet werden, kann es sich ebenso gut auch um eine Zahnradkonstruktion, der die Kraft von aussen zugeführt wird, oder um irgendeine andere Antriebsvorrichtung handeln. Im Falle einer Zahnradkonstruktion können der .steuersignalerzeugende Bereich 23 und die Messfühler 31, 32 und 33 zu einem Drehkraftubertragungssystem ausgebildet sein, das ein Schnellgang- und Untersetzungsgetriebe enthält.

Die Verschiebungsbeträge, die von den Messfühlern 31, 32 und 33 zu erfassen sind, sind die Verschiebungsbeträge des Taststiftes von voreingestellten Bezugspunkten aus. Wenn, wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel die Spritzgiessform mit grosserer Abmessung als das Modell M, entsprechend dem Modell M kopiergefräst wird, stellen die Mittellinie 0-0 des Modells M in X-Richtung und die Mittellinie P - P in Z-Richtung die Bezugspunkte und die Ebene Q des Tisches 3 den Bezugspunkt in Y-Richtung dar. Die Abstände von den betreffenden Bezugspunkten werden durch die Messfühler 31, 32 und 33 erfasst. Qie erfassten Signale können stets zu positiven (Plus-)Signalen gemacht und der Antriebseinrichtung 13 zum Einstellen zugeführt werden.

Die Verschiebung des Taststiftes 11, der durch die Antriebseinrichtung 13 auf der Grundlage der Signale bewegt wird.

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wird der Bewegung, d.h. Verschiebung überlagert, die dem Teststift 11 beim ursprünglichen Kopierfräsen durch die Impulsmotore 4, 6 und 8 verliehen wird.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäss aufgebauten Vorrichtung wird nachfolgend erläutert.

Es sei angenommen, dass das auf dem Tisch 3 angeordnete Modell M für eine metallische Spritzgiessform ausgelegt ist, und dass das Werkstück W, bei dem der Kontraktionsbetrag eines Spritzgussteiles nach dem Giessen in bezug auf das Modell M berücksichtigt wird, kopiergefräst werden soll. Wenn der Taststift 11 zum ersten Mal mit dem Modell M in Berührung kommt, folgt das Schneidwerkzeug 12 dem Taststift 11 und bewegt sich in eine entsprechende Stelle durch die Arbeit der Impulsmotore 4, 6 und 8 und beginnt seinen Schneidvorgang. Gleichzeitig damit werden die Stellung des Taststiftes 11 oder die Stellungen des Tisches 3, Querträgers 5 und Schlittens 7 durch die Messfühler 31, 32 und 33 erfasst. Auf der Grundlage der erfassten Signale werden die betreffenden Impulsmotore der Steuereinrichtungen 14, 15 sowie 16 in der einstellenden Antriebseinrichtung 13 um Beträge betätigt, die den Signalen entsprechen, um den Taststift 11 in den drei axialen Richtungen X, Y und Z um die Bewegungskomponenten der betreffenden Steuereinrichtungen 14, 15 und 16 zu bewegen.

Es sei angenommen, dass der Taststift 11 längs eines Weges X^ nach Fig. 5 läuft, und dass er sich auch in Y-Richtung bei der Bearbeitung bewegt. Dann treten beim Lauf längs des Weges X-die Steuereinrichtung 14 und 15 in Betrieb und werden die Änderungen Δ Χ und AY der Stellung des Taststiftes 11, wie durch die Impulsmotore 4 und 6 gegeben, überlagert.

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In diesem Fall wird der Kontraktion des Spritzgiessteiles Rechnung getragen und muss das Werkstück W auf eine Abmessung kopiergefräst werden, die um dieses Ausmass grosser ist.' Daher werden die Änderungen ΔΧ und 4Y als masstabsvergrössemde Beträge in einer Richtung hinzuaddiert, die zu einem Wegbewegen des Taststifts 11 vom Modell M führt.

Was die Addition betrifft, so können der Messfühler 31 und die Steuereinrichtung 14 veranlasst werden, die Änderungen im voraus zu speichern, so dass sie, wie in Fig. 5 gezeigt, als Pluswerte an beiden Seiten und der gegenüberliegenden Seite des Laufweges X- in bezug auf die Mittellinie 0 - 0 in X-Richtung hinzugefügt werden können. Ferner kann der Messfühler so eingestellt werden, dass er einen Signalwert 0 an der Mittellinie 0-0 und ein Zahlenwertsignal schafft, das proportional zum Abstand von der Mittellinie zunimmt.

In Y-Richtung kann der Messfühler 32 so eingestellt werden, dass er in der Ebene Q des Tisches 3 ein Nullsignal und ein positives Zahlenwertsignal schafft, das proportional zum Höhenabstand von der Ebene zunimmt. Die Steuereinrichtung 15 kann die Signale des Messfühlers 32 im voraus speichern, so dass sie stets als Pluswerte hinzuaddiert werden.

Nach Abfahren der" Spur des Laufweges X-- wird, der Taststift 11 um eine Strecke Z- in Z-Richtung durch den Impulsmotor 8 bewegt und läuft dann den Weg Xo ab.

Die Bewegung über die Strecke Z- mittels des Impulsmotors 8 wird ebenfalls durch den Messfühler 33 erfasst.

Wie zuvor, wird die erfasste Stellung dem Impulsmotor, der

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die Steuereinrichtung 16 ist, als ein Signal mit positivem Zahlenwert zugeführt, wobei der Zahlenwert dem Abstand von der Mittellinie P - P in Z-Richtung entspricht. Das Siganl wird im Vergrösserungsbetrag der Richtung zugegeben, in der sich der Taststift 11 vom Modell wegbewegt.

Danach werden gleichartige Vorgänge kontinuierlich längs der Wege X^/ Z- usw. durchgeführt. Schliesslich wird durch das Schneidwerkzeug 12, das den Bewegungen des Taststiftes 11 folgt, das Werkstück W zu der fertigen· metallischen Spritzgiessform ausgebildet, die eine etwas grössere Abmessung als das Modell M hat, um der Kontraktion nach dem Spritzgiessen Rechnung zu tragen.

Die Hauptsteuerung für das Schneidwerkzeug 12 zum Kopierfrasen mittels des Taststiftes 11 wird, wie schon erwähnt, durch den steuersignalerzeugenden Bereich 23 und die Impulsmotore 4, und 8, die entsprechend dazu arbeiten, vorgenommen. Daher erfolgt die Addition der Änderungen £X, ΔΪ und AZ an jeder Berührungsstelle zwischen Taststift 11 und Modell M.

Die Beträge der Bewegung des Taststiftes 11 oder die massstabsvergrössernden Beträge, die.durch die Messfühler 31, und 33 erfasst und als Signale weitergeleitet werden und durch die Steuereinrichtung 14, 15 und 16 auf der Grundlage der Signale hinzugefügt . werden, können im voraus in direkter Beziehung zu den Abständen von den Bezugspunkten unter Berücksichtigung der Bearbeitungsbedingungen, des Materials und der Gestalt der herzustellenden Giessform sowie der Wartungsbedingungen der Form bestimmt und in den Messfühlern zuvor gespeichert werden. Natürlich können sie teilweise verändert werden.

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Das zuvor genannte Beispiel bezieht sich auf eine massstabsvergrössernde Bearbeitung, bei dem das Werkstück W auf eine grössere Abmessung als das Modell M gebracht wird. Umgekehrt kann auch eine masstabsverkleinernde Bearbeitung in ähnlicher Weise durchgeführt werden.

Wenn der zuvor einzustellende Betrag der Masstabsvergrösserung oder -verkleinerung nicht genau festgelegt werden kann, müssen wiederholt Korrekturarbeiten durchgeführt werden. Somit kann eine Metallform oder dergleichen, mit der sich ein Erzeugnis mit sehr an das Modell angenäherter Gestalt herstellen lässt₇ leicht gefertigt werden.

Selbst beim Kopierfräsen einer zweidimensional gerkrümmten Fläche ist die erfindungsgemässe' Vorrichtung insofern anwendbar, als ein Bearbeitungsfaktor zum Kopierfräsen irgendwelcher dreidimensionaler frei gekrümmter Flächen zwischenliegender Form enthalten ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist nicht auf ein System beschränkt, bei dem, wie dargestellt, das Modell und das Werkstück auf einem Tisch angeordnet sind und die Bearbeitung von oben erfolgt. Vielmehr kann es auch bei einer Kopierfräsmaschine angewendet werden, bei., dem das Modell und Werkstück an einer Winkelplatte oder dergleichen befestigt sind und die Bearbeitung in Querrichtung erfolgt. Die Antriebseinrichtung für das Einstellen kann an der Seite des Schneidwerkzeuges und nicht an der Seite des Taststiftes angeordnet sein.

Die erfindungsgemäss aufgebaute und wie zuvor erwähnt betriebene Vorrichtung ermöglicht das Kopieren von einem Modell und eine Vergrösserung oder Verkleinerung der Abmessungen des Modells. Daher lässt sich mit der Erfindung eine Metallgiessform oder dergleichen mit wirklichkeitsgetreuer Kopie des Modells oder einer Masstabsvergrösserung oder -verringerung herstellen, ohne dass auf zusätzliche Transformationsschritte zur Masstabsveränderung oder auf die bekannte Methode· zurückgegriffen werden

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- ys -

Λ*

muss, bei der von Hand das Ausmass der Ausdehnung oder Kontraktion auf ein hölzernes Modell oder dergleichen auf der Grundlage einer Zeichnung und unter Berücksichtigung von empirischen Erkenntissen übertragen werden muss.

Zusätzlich kann das Ausmass' der Masstabsvergrösserung oder -Verkleinerung frei eingestellt werden.

Selbst bei Vorliegen einer dreidimensional frei gekrümmten Oberfläche grosser Abmessung und zwischenliegender Form kann ein Erzeugnis mit hoher Präzision und dem erforderlichen Ausmass für die Ausdehnung und Kontraktion mit hoher Wirksamkeit kopiergefräst werden. Dies wirkt sich direkt auf die Genauigkeit des fertigen Broduktes aus und verbessert dessen Gebrauchseigenschaft. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Kosten für das Kopierfräsen verringert werden können.

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Claims

Pate ntansprüch e

1 . , Kopierfräsvorrxchtung für eine dreidimensionale'/ frei ""■gekrümmte Ober fläche,mit einem Taststift und einem entsprechend dem Taststift bewegbaren Schneidwerkzeug, gekennzeichnet durch Messfühler (32, 32, 33) zum Erfassen der Verschiebungsbeträge des Taststiftes (11) von vorgewählten Bezugspunkten in den einzelnen Richtungen der Achsen X, Y und Z eines kartesischen Koordinatensystems aus; eine Antriebseinrichtung (13) zum Einstellen, die das Schneidwerkzeug (12) oder den Taststift einer Positionierung in den betreffenden Axialrichtungen X_, Y und Z unabhänging von der Nachfolgebewegung unterwirft,und Steuereinrichtungen (14, 15, 16), die die Antriebseinrichtung zum Einstellen um Beträge in Gang setzt, die den erfassten Werten der Messfühler entsprechen.
2. Kopierfräsmaschine mit einem Bett und einer torförmigen Säule, die an einem Boden befestigt sind, einem am Bett und in einer Richtung X gleitbaren Tisch, wobei X die Längsrichtung des Bettes ist, einem an der torförmigen Säule angeordneten und in einer Richtung Y gleitbaren Querträger, wobei Y die Höhenrichtung der Säule ist, einem an dem Querträger angeordneten und in einer Richtung Z gleitbaren Schlitten, wobei Z die Längsrichtung des Querträgers ist, und einer Tasteinheit und einer Schneideinheit, die am Schlitten befestigt sind, wobei der Taststift der Tasteinheit in Berührung mit einem Modell auf dem Tisch bringbar ist, und das Schneidwerkzeug der Schneideinheit in seinen Bewegungen dem Taststift folgt, gekennzeichnet durch ein erstes, zweites und drittes

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ORIGINAL INSPECTED

Ritzel (25, 26, 27), wobei die einzelnen Ritzel am Tisch (3), 'am Querträger (5) bzw. Schlitten (7) befestigt sind, eine erste, am Bett (1) befestigte Zahnstange (28), die mit dem ersten Ritzel kämmt; eine zweite, an der torförmigen Säule (2) befestigte Zahnstange (29), die mit dem zweiten Ritzel kämmt, eine dritte, am Querträger (5) befestigte Zahnstange (3o), die mit dem dritten Ritzel kämmt, Messfühler (31, 32, 33), die mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Ritzel verbunden sind und die Verschiebungsbeträge des Taststiftes (11) von vorgewählten Bezugspunkten in den einzelnen Richtungen der Achsen X,Y und Z eineskartesischen Koordinatensystems aus erfassen; eine Antriebseinrichtung (13) zum Einstellen, die das Schneidwerkzeug (12) oder den Taststift (11) einer Positionierung in den betreffenden Axialrichtungen X, Y, Z unabhängig von der Nachfolgebewegung unterwirft, und Steuereinrichtungen (14, 15, 16), die die Antriebseinrichtung zum Einstellen um Beträge in Gang setzen, die den erfassten Werten der Messfühler entsprechen.
3. Vorrichtung bzw." Maschine nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch -gekennzeichnet , dass sich die Antriebseinrichtung

(13) zum Einstellen zusammensetzt aus einem ersten inneren Block (19),der in einem äusseren Block (17) der Tasteinheit

(9) angeordnet und durch einen Gleitführungsbereich (18) in X-Richtung gleitbar ist, einem zweiten inneren Block (21), der im ersten inneren Block angeordnet und in Z-Richtung durch einen zweiten Gleitführungsbereich (2o) gleitbar ist, und einem- dritten inneren Block (22) , der im zweiten inneren Block angeordnet und in Y-Richtung durch einen dritten Gleitführungsbereich gleitbar ist und an dem der Taststift (11) und ein Steuersiganalerzeugender Bereich (23) des Taststiftes

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befestigt sind, wobei der erste, zweite und dritte innere Block einen ersten, zweiten und dritten Raum (5..,S₂, S₃) in den betreffenden Gleitrichtungen in bezug auf den äusseren Block, den ersten inneren Block, den zweiten inneren Block, in denen die betreffenden Blöcke angeordnet sind, definieren, der erste innere Block (19) in Gewindeeingriff mit einer Gewindewelle der ersten, am äusseren Block befestigten Steuereinrichtung (14), der zweite innere Block (21) in Gewindeeingriff mit einer Gewindewelle der zweiten, am ersten inneren Block befestigten Steuereinrichtung (15), und der dritte innere Block (22) in Gewindeeingriff mit einer Gewindewelle der dritten,am zweiten inneren Block befestigten Steuereinrichtung (16) steht, und wobei der erste, zweite und dritte innere Block in den betreffenden Richtungen X, Y und Z innerhalb des Bereiches des ersten, zweiten und dritten Raumes durch die Steuereinrichtungen vor- und rückwärtsbewegbar ist.

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