DE3112361A1 - Vorrichtung zum kopieren von vorlagen mittels eines motorgetriebenen fraeswerkzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum kopieren von vorlagen mittels eines motorgetriebenen fraeswerkzeugs

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DE3112361A1
DE3112361A1 DE19813112361 DE3112361A DE3112361A1 DE 3112361 A1 DE3112361 A1 DE 3112361A1 DE 19813112361 DE19813112361 DE 19813112361 DE 3112361 A DE3112361 A DE 3112361A DE 3112361 A1 DE3112361 A1 DE 3112361A1
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Eberhard Bruno 5650 Solingen Kotte
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LOTHAR PAUSCH MASCHINENVERTRIEB 5657 HAAN DE
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/10Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only
    • B23Q35/101Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only with a pattern composed of one or more lines used simultaneously for one tool
    • B23Q35/102Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work mechanically only with a pattern composed of one or more lines used simultaneously for one tool of one line
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44DECORATIVE ARTS
    • B44BMACHINES, APPARATUS OR TOOLS FOR ARTISTIC WORK, e.g. FOR SCULPTURING, GUILLOCHING, CARVING, BRANDING, INLAYING
    • B44B1/00Artist's machines or apparatus equipped with tools or work holders moving or able to be controlled three-dimensionally for making single sculptures or models
    • B44B1/02Artist's machines or apparatus equipped with tools or work holders moving or able to be controlled three-dimensionally for making single sculptures or models wherein three-dimensional copies are made

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Description

  • Vorrichtung zum Kopieren von Vorlagen mittels eines
  • motorgetriebenen Fräswerkzeugs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kopieren von insbesondere räumlichen Vorlagen mittels eines motorgetriebenen Fräswerkzeugs, dessen Bewegung von einem an der Vorlage entlanggeführten Kopierstift gesteuert wird, wobei die Vorlage und das Werkstück auswechselbar auf einem Tisch aufgespannt sind.
  • Vorrichtungen der voranstehend beschriebenen Art sind bekannt. Sie benutzen zur Steuerung des Fräswerkzeugs komplizierte Getriebe mit aufwendigen Gestängen, so daß der konstruktive Aufwand für derartige Vorrichtungen groß ist.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen einfachen und unkomplizierten Aufbau besitzt und deswegen preiswert hergestellt werden kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet daß das Fräswerkzug und der Kopierstift jeweils mittels eines Schlittens auf jeweils einer Hälfte eines waagerecht verlaufenden Balkens verschiebbar geführt sind, der an einer senkrechten Mittelsäule sowohl höhenverstellbar als auch in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene relativ zum Tisch beweglich ist.
  • Mit diesem Vorschlag der Erfindung wird eine Kopiervorrichtung geschaffen, die nur aus wenigen und preiswert herzustellenden Einzelteilen besteht und die dennoch ein exaktes Kopieren auch von räumlichen Vorlagen ermöglicht, indem ein Kopierstift an einer auf dem Tisch aufgespannten Vorlage entlanggeführt wird.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die am Balken verschiebbar geführten Schlitten miteinander durch ein biegsames Zugelement verbunden, welches auf an den Enden des Balkens angeordneten Umlenkrollen geführt ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Ausführung für die Steuerung des Fräswerkzeugs in Abhängigkeit von der Bewegung des an der Vorlage entlanggeführten Kopierstiftes. Das biegsame Zugelement ist vorzugsweise ein endloses Seil.
  • Falls eine gleichläufige Bewegung der beiden Schlitten am waagerecht verlaufenden Balken erzielt werden soll, werden die Schlitten mit dem Fräswerkzeug bzw. mit dem Kopierstift gemeinsam entweder am Obertrum oder am Untertrum des endlos über die Umlenkrollen geführten Zugelements befestigt. In diesem Fall erfolgt bei einer Betätigung des Kopierstiftes eine Bewegung beider Schlitten nach rechts oder links.
  • Soll dagegen eine entgegengesetzte Bewegung der beiden Schlitten am Balken erzeugt werden, d.h. eine Bewegung entweder gegeneinander oder auseinander, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Schlitten mit dem Fräswerkzeug am Obertrum oder Untertrum des endlos über die Umlenkrollen geführten Zugelements und der Schlitten mit dem Kopierstift am jeweils anderen Trum des Zugelements befestigt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigung der Schlitten am Zugelement derart ausgeführt, daß eine Anderung der Relativbewegung zwischen den Schlitten durch Xnderung der Befestigung mindestens eines Schlittens am Zugelement möglich ist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Balken mit dem Schlitten um die senkrechte Achse der Mittelsäule verschwenkbar ist. In diesem Fall führen die am Balken gelagerten Schlitten eine entgegengesetzte Bewegung aus, um exakte Kopien herzusteLen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Balken gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an einer auf der Mittelsäule gelagerten Hülse befestigt, die in Längsrichtung der Mittelsäule verschiebbar und auf der Mittelsäule drehbar ist. Diese Ausführungsform ergibt eine besonders einfache und kostengünstig herstellbare Konstruktion.
  • Bei einer alternativen Ausführung gemäß der Erfindung ist der Balken zwar höhenverstellbar, aber unverdrehbar an der Mittelsäule gelagert, die mit dem parallel zur Längsrichtung des Tisches gehaltenen Balken in Querrichtung des Tisches verschiebbar ist. Bei dieser Konstruktion können die Schlitten wahlweise eine gleichläufige oder eine entgegengesetzte Bewegung ausführen. In beiden Fällen erfolgt eine exakte Kopie der Vorlage.
  • Um die Handhabung der Vorrichtung zu erleichtern, wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den an der Mittelsäule höhenverstellbar geführten Balken mit einem Gewichtsausgleich zu versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zum Gewichtsausgleich ein biegsames Zugelement am Balken befestigt, das über eine am oberen Ende der Mittelsäule gelagerte Umlenkrolle geführt und am anderen Ende mit einem Ausgleichgewicht versehen ist. Auch in diesem Fall wird als biegsames Zugelement vorzugsweise ein Seil verwendet. Das Ausgleichgewicht kann zur raumsparenden Unterbringung erfindungsgemäß in der hohl ausgebildeten Mittelsäule angeordnet und geführt sein.
  • Um das Aufspannen und Handhaben sowohl der Vorlage als auch des Werkstückes zu erleichtern, ist sowohl für die Vorlage als auch für das Werkstück eine Aufspannvorrichtung auf dem Tisch angeordnet, welche die Vorlage bzw. das Werkstück um die Längsachse drehbar aufnehmen.
  • DieselAufspannvorrichtungen werden vorzugsweise mit einer Teilscheibe versehen, um eine gleichmäßige Drehung der Vorlage bzw. des Werkstückes in den Aufspannvorrichtungen sicherzustellen. Damit je nach Art der Vorge und des-Werkstückes die jeweils günstigste Lage dieser beiden Teile auf dem Tisch der Vorrichtung erzielt werden kann, sind die Aufspannvorrichtungen auf dem Tisch mittels eines Lochbildes oder dergleichen- versetzbar.
  • Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, das Fräswerkzeug mittels einer biegsamen Welle von einem unterhalb des Tisches angeordneten Motor anzutreiben. Hierdurch ergibt sich eine besonders preiswerte und einfache Ausgestaltung für den Antrieb des Fräswerkzeuges. Damit Kopierfehler vermieden werden, besitzt der Kopierstift stets denjenigen Durchmesser, den auch das jeweils eingespannte Fräswerkzeug hat. Der Kopierstift ist damit ebenso wie das Fräswerkzeug auswechselbar.
  • Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig.l mit zusätzlich eingezeichneten Aufspannvorrichtungen, Fig. 3 eine DrauSs-icht auf die Vorrichtung nach Fig.1, Fig. 4 eine der Fig.3 entsprechende Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.2, d.h. mit eingezeichneten Aufspannvorrichtungen, Fig. 5 eine schematische Darstellung der Bewegungsmöglichkeit der beiden Schlitten nach dem Ausführungsbeispiel der Fig.1 bis 4, Fig. 6 eine der Fig.5 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten AusfQhrungsform der Vorrichtung, Fig. 7 eine weitere- scherntische Darstellung gemäß den Fig.5 und 6 mit einer abgewandelten Antriebsart der Schlitten, Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der Seitenansicht des Balkens mit gegenläufig angetriebenen Schlitten und Fig. 9 eine der Fig.8 entsprechende Darstellung mit gleichläufig bewegten Schlitten.
  • Wie am besten die Fig.1 erkennen läßt, besitzt die Vorrichtung einen Tisch 1, in dessen Mitte eine senkrechte Mittelsäule 2 befestigt ist. Auf dieser Mittelsäule 2 ist eine Hülse 3 sowohl höhenverschiebbar als auch drehbar gelagert. An dieser Hülse 3 ist ein waagerecht ausgerichteter Balken 4 befestigt. Mittels der auf der Mittelsäule 2 gelagerten Hülse 3 kann dieser Balken 4 relativ zum Tisch 1 in der Höhe verstellt und in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene bewegt werden.
  • Auf dem mit seiner Mitte an der Hülse 3 befestigten Balken 4 sind zwei Schlitten 5 und 6 verschiebbar gelagert, von denen der Schlitten 5 mit einem Kopierstift 7 und der Schlitten 6 mit einem Fräswerkzeug 8 versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel wird dieses Fräswerkzeug 8 über eine biegsame Welle 9 von einem auf der Zeichnung nicht dargestellten Motor angetrieben, der sich vorzugsweise unterhalb des tisches 1 befindet.
  • Um die Bewegung der Schlitten 5 und 6 aufeinander abzustimmen, sind sie an einem Steuerseil 10 befestigt, welches auf an den Enden des Balkens 4 angeordneten Umlenkrollen 11 geführt ist. Beim AusfUhrungsbeispiel nach den Fig.1 bis 4 erfolgt die Befestigung der beiden Schlitten 5 bzw.6 am Steuerseil 10 gemäß der Darstellung in Fig.8, d.h. einer der Schlitten 5 bzw. 6 ist am Obertrum 10a und der andere am Untertrum 1Gb des Steuerseiles 10 angeklemmt. Wie insbesondere die Fig.8 erkennen läßt, erfolgt aufgrund dieser Befestigungsart stets eine gegenläufige Bewegung der beiden Schlitten 5 und 6.
  • Wird beispielsweise der am Obertrum 10a des Steuerseiles 10 befestigte Schlitten 5 nach links bewegt, bewegt sich der am Untertrum 10b befestigte Schlitten 6 nach rechts.
  • Um das Gewicht des an der Hülse 3 befestigten und mit den Schlitten 5 und 6 versehenen Balkens 4 auszugleichen, ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig.l der Balken 4 mit einem Seil 12 verbunden, welches über eine am oberen Ende der Mittelsäule 2 gelagerte Umlenkrolle 13 geführt ist und an seinem anderen Ende ein Ausgleichgewicht 14 trägt. Zur raumsparenden Unterbringung dieses Ausgleichgewichts 14 und zu seiner Führung ist dieses in der hohl ausgebildeten MittélsSule 2 å ordnet.
  • Wie Fig.1 erkennen läßt, ist die Tischplatte des Tisches 1 mit einer Mehrzahl von Ldchern 15 versehen, die zur Festlegung von zwei AuSspannvorriehtungen 16 dienen. In der Draufsicht gemäß Fig.4 ist zu erkennen, daß jede Aufspannvorrichtung 16 eine Teilscheibe 16a und eine gegenüber der Teilscheibe 16alerschiebbare Spannvorrichtung 16b umfaßt zwischen deren Spitzen entweder die Vorlage V oder das Werkstück W eingespannt wird. -wird.- Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig.1 bis 4 bf'indet sich die Vorlage V in der rechten Aufspannvorrichtung 16, wogegen das Werkstück W in der linken Aufspannvorrichtung-16 eingespannt ist.
  • Mit dem am Schlitten 5 angeordneten Kopierstift 7 wird die Kontur der Vorlage V abgefahren. Hierbei bearbeitet das rotierende Fräswerkzeug 8 am Schlitten 6 das Werkstück W, welches gemäß den Fig.
  • 4 und 5 zwar parallel zur Vorlage V, jedoch umgekehrt zu dieser eingespannt ist. Die sehematische Darstellung in Fig.5 läßt erkennen, daß die gegenläufig gewegten Schlitten 5 und 6 aufgrund dieser Anordnung eine exakte Kopie der Vorlage V zur Folge haben. Beim Abtasten dieser Vo@age V wird der Kopierstift 7 räumlich bewegt, da der zugehörige- Schlitten 5 durch Höhenverstellung des Balkens 4 an der Mittelsäule 2 senkrecht zum Tisch 1 und durch Verschieben des Schlittens 5 am Balken 4 sowie durch- en Verschwenken des Balkens 4 um die Mittelsäule 2:in jeder parallel zur Tischfläche verlaufenden Ebene frei bewegt werden kann. Sobald ein mit dem Kopierstift 7 abgefahrener Abschnitt--der Vorlage V abgetastet ist, werden sowohl die Vorlage V als auch das Werkstück W mittels der Teilscheibe 16a derart in den Aufspannvorrichtungen 16 verdreht, daß ein noch nicht abgetasteter BëreichbzV. ein noch nicht bearbeiteter Berech zum Abtasten bzw. Bearbeiten bereitsteht.
  • Bei einer zweiten Ausführungsmöglichkeit der Vorrichtung nach Fig.6 ist die Mittelsäule 2 mit dem in Längsrichtung des Tisches 1 ausgerichteten Balken 4 quer verschiebbar auf dem Tisch 1 gelagert, wie die in Fig.6 eingezeichneten Pfeile erkennen lassen. Anstelle einer Verschwenkung des Balkens 4, wie sie mit gestrichelten Linien in Fig.5 für das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist, erfolgt bei der Ausführungsform nach Fig.6 somit eine Parallelverschiebung des Balkens 4 durch eine quer verschiebbare Lagerungtier Mittelsäule 2 relativ zum Tisch 1.
  • Wie die parallel zum Balken 4 eingezeichneten Pfeile in Fig.6 erkennen lassen, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Schlitten 5 und 6 ebenfalls gegenläufig zueinander beweglich am Balken 4 gelagert. Hierdurch wird die Vorlage V spiegelbildlich kopiert. Für den Fall, daß eine exakte Kopie gewünscht sein sollte, werden bei ansonsten unveränderter Ausführung die Schlitten 5 und 6 jeweils in gleicher Bewegungsrichtung angetrieben, wie dies in Fig.7 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Schlitten 5 und 6 gemäß Fig.9 am Steuerseil 10 befestigt.
  • Selbstverständlich sind auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig.6 und 7 die Balken 4 höhenverstellbar am Mittelständer 2 gelagert und mit dem bezüglich der Fig.l beschriebenen Gewichtsausgleich versehen.
  • Bezugsziffernliste: V Vorlage W Werkstück 1 Tisch 2 Mittelsäule 3 Hülse 4 Balken 5 Schlitten 6 Schlitten 7 Kopierstift 8 Fräswerkzeug 9 Biegsame Welle 10 Steuerseil 10a Obertrum 10b Untertrum 11 Umlenkrolle 12 seil 13 Umlenkrolle 14 Ausgleichgewicht 15 Loch 16 Auf spannvorrichtung 16a Teilscheibe 16b Spannvorrichtung

Claims (15)

  1. A n 5 p r ü c he Vorrichtung zum Kopieren von insbesondere räumlichen Vorlagen mittels eines motorgetriebenen Fräswerkzeugs, dessen Bewegung von einem an der Vorlage entlanggeführten Kopierstift gesteuert wird, wobei die Vorlage und das Werkstück auswechselbar auf einem Tisch aufgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (8) und der Kopierstift (7) jeweils mittels eines Schlittens (6 bzw. 5) auf jeweils einer Hälfte eines waagerecht verlaufenden Balkens (4) verschiebbar geführt sind, der an einer senkrechten Mittelsäule (2) sowohl höhenverstellbar als auch in jeder beliebigen parallel zur Tischfläche liegenden Ebene relativ zum Tisch (1) beweglich ist.
  2. 2. Vorrichtung nh Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die am Balken (4) verschiebbar geführten Schlitten (5,6) miteinander durch ein biegsames Zugelement (10) verbunden sind, welches auf an den Enden des Balkens (4) angeordneten Umlenkrollen (11) geführt ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Zugelement ein endloses Seil (10) ist.
  4. 4. Vorrichtung. nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (5,6) mit dem Fräswerkzeug (8) bzw. mit dem Kopierstift (7) gemeinsam am Obertrum (lOa) oder Untertrum (mob) des endlos über die Umlenkrollen (11) geführten Zugelements (10) befestigt sind.
  5. 5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (6) mit dem Fräswerkzeug (8) am Obertrum (lOa) oder Untertrum (lOb) des endlos über die Umlenkrollen (11) geführten Zugelements (10) und der Schlitten (5) mit dem Kopierstift (7) am jeweils anderen Trum (lOb bzw. lOa) des Zugelements (10) befestigt ist.
  6. 6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (4) mit den Schlitten (5,6) um die senkrechte Achse der Mittelsäule (2) verschwenkbar ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (4) an einer auf der Mittelsäule (2) gelagerten Hülse (3) befestigt ist, die in Längsrichtung der Mittelsäule (2) verschiebbar und auf der Mittelsäule (2) drehbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche,1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Balken (4) zwar höhenverstellbar, aber unverdrehbar an der Mittelsäule (2) gelagert ist und daß die Mittelsäule (2) mit dem parallel zur Längsrichtung des Tisches (1) gehaltenen Balken (4) in Querrichtung des Tisches (l) verschiebbar ist.
  9. 9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 b-is 8, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Mittelsäule (2) höhenverstellbar geführte Balken (4) mit einem Gewichtsausgleich versehen ist.
  10. 10.Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum Gewichtsausgleich ein biegsames Zugelement (12) am Balken (4) befestigt ist, das über eine am oberen Ende der Mittelsäule (2) gelagerte Umlenkrolle (13) geführt und am anderen Ende mit einem Ausgleichgewicht (14) versehen ist.
  11. 11.Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichgewicht (14) in der hohl ausgebildeten Mittelsäule (2) angeordnet und geführt ist.
  12. 12.Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für die Vorlage (V) als auch für das Werkstück (W) eine Auf spannvorrichtung (16) auf dem Tisch (1) angeordnet ist, die die Vorlage (V) bzw. das Werkstück (W) um die Längsachse drehbar aufnehmen.
  13. 13.Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtungen (16) mit einer Teilscheibe (16a) versehen sind.
  14. 14.Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspannvorrichtungen (16) aus dem Tisch (1) mittels eines Lochbildes oder dergleichen versetzbarsind.
  15. 15.Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (8) mittels einer biegsamen Welle (9) von einem unterhalb des Tisches (1) angeordneten Motor antreibbar ist.
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