DE3148827C2 - Vorrichtung zum genauen Einstellen von Bohrwerkzeugen od.dgl. Werkzeugen in Soll-Stellungen - Google Patents

Vorrichtung zum genauen Einstellen von Bohrwerkzeugen od.dgl. Werkzeugen in Soll-Stellungen

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DE3148827C2 DE19813148827 DE3148827A DE3148827C2 DE 3148827 C2 DE3148827 C2 DE 3148827C2 DE 19813148827 DE19813148827 DE 19813148827 DE 3148827 A DE3148827 A DE 3148827A DE 3148827 C2 DE3148827 C2 DE 3148827C2
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Abstract

Es wird eine Rüsteinrichtung für einen Arbeitskopf einer Werkzeugmaschine, z.B. den Bohrkopf (10) eines Koordinaten-Bohrwerkes angegeben, welche einen Druckmittelzylinder (34) aufweist, dessen Abtriebsteil auf den Arbeitskopf bzw. einen ihn tragenden Schlitten (22) arbeitet. Ein optischer Aufnehmer (44) ermittelt zusammen mit einem Strich-Maßstab (42) die Ist-Stellung des Arbeitskopfes (10) längs der Rüstkoordinaten, und das Ausgangssignal des Aufnehmers (44) wird von einer Steuerschaltung (56) dazu verwendet, die Druckmittelbeaufschlagung des Hydraulikzylinders (34) so zu steuern, daß bei Erreichen der Soll-Lage der Hydraulikzylinder (34) hydraulisch verriegelt wird. Zur zusätzlichen hydraulischen Verriegelung des Arbeitskopfes (10) in der Soll-Lage ist für jede der Koordinaten ein Klemmzylinder (46) vorgesehen, dessen Abtriebsteil über ein Druckstück auf die entsprechende Laufschiene (24) arbeitet. Die Steuerung der Druckmittelversorgung des Klemmzylinders (46) erfolgt über dasselbe Servoventil (48), über welches auch der Verschiebe-Hydraulikzylinder (34) gesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum genauen Einstellen von Bohrwerkzeugen od. dgl. Werkzeugen in Soll-Stellungen, wobei die Werkzeuge von an Führungseinrichtungen entlang bewegbaren Schlitten od. dgl. Werkzeugträgern gelragen werden, mit mindestens einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Arbeitsbewegung von einer in seine Druckmittel- und Entlüftungsleitung eingeschalteten hydraulischen Steuereinrichtung steuerbar ist, und mit einer selbsttätig in der Soll-Stellung betätigbaren hydraulisch-mechanischen Festklemmeinrichtung für den Schlitten.
Vorrichtungen eingangs genannter Art sind bekannt und gehen z. B. aus der DE-AS 10 90 922 hervor. Hierbei wird der Arbeitszylinder von einem von Hand betätigbaren Steuerschieber beherrscht, der in die Druckmittelzufuhr- und Entlüftungsleitung des Arbeitszylinders geschaltet ist. Zwischen den Steuerschieber und den Kolben des Arbeitszylinders ist eine weitere Steuervorrichtung geschaltet, die zusammen mit einem elektrischen Schalter einerseits die Verschiebung des Schlittens nach rechts begrenzt, andererseits wird bei der Betätigung des Schalters auch die Umschaltung des Arbeitszylinders auf langsame Bewegung des Schlittens bewirkt sowie dessen Festklemmung eingeleitet. Die im Aufbau äußerst aufwendige Vorrichtung — es sind nicht weniger als fünf Schieber oder Ventile sowie weitere Zwischenschalter erforderlich — ist insbesondere mit dem Nachteil behaftet, daß bei Werkzeugen, die mehrere voneinander unabhängige Bewegungen ausüben sollen, der Aufwand, also die Anzahl der für die Bewegung des Werkzeuges erforderlichen Bauteile, um das Mehrfache ansteigt, wodurch die ganze Einrichtung noch aufwendiger und somit kostenintensiver und nicht zuletzt platzraubender wird.
Ferner sind auch Vorrichtungen bekannt (DE-PS 6 20 307, CH-PS 3 38 677), bei denen die Soll-Lage des Schlittens manuell bestimmbar ist, eine genaue Einstellung des Schlittens bei diesen Vorrichtungen ist jedoch nicht möglich. Schließlich ist in der DE-Zeitschrift »rpt«, 1964, Heft 2, S. 54 bis 57 das Problem des Steuerns und Regeins mit elektrohydraulischen Systemen und Geräten behandelt, eine konkrete Ausgestaltung gattungsähnlicher Vorrichtungen geht aus dieser Druckschrift nicht hervor.
Demnach, ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik, liegt der Einrichtung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, ds3 ohne einen wesentlichen Eingriff in den Aufbau und ohne Veränderung des Werkzeuges mehrere Soll-Lagen des Werkzeugs einstellbar und in diesen die Werkzeugträgerteile feststellbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Schlitten längs eines Maßstabes bewegt, der zusammen mit einem auf dem Schlitten angeordneten Lagegeber eine Meßeinrichtung zum Messen der jeweiligen Ist-Stellung des am Schlitten sitzenden Werkzeuges bildet, und daß eine Sollwert-Eingabe-Einheit für die Soll-Stellunp des Werkzeuges längs der Positionierkoordinaten vorgesehen ist und mit einer elektrischen Steuerschaltung in Wirkverbindung steht, durch welche die als Sperrventil ausgebildete, den Arbeitszylinder und die Festklemmeinrichtung beherrschende hydraulische Steuereinrichtung in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meß-Einrichtung steuerbar ist.
Hierbei kann die Vorrichtung hinsichtlich der Ablesbarkeit der Ist-Stellung dadurch verbessert werden, daß der elektrischen Steuerschaltung eine Anzeige-Einheit für die Ist-Stellung des Werkzeuges längs der Positionierkoordinaten zugeordnet ist.
Insgesamt gesehen, macht es die erfindungsgemäße Vorrichtung möglich, durch wenige Mittel mehrere Soll-Lagen des Werkzeuges einzustellen. Ist es erforderlich, das Werkzeug in mehreren voneinander unabhängigen Richtungen gleichzeitig zu bewegen und hierbei Soll-Lagen einzustellen, dann kann die einzige Steuerschaltung für alle vorgesehenen Bewegungen des Werkzeuges verwendet werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Arbeitskopfes einer Koordinaten-Bohrmaschine sowie eines Teiles der Führungseinrichtung für diesen Arbeitskopf und
F i g. 2 ein Blockschaltbild eines der Antriebe zum Bewegen des Arbeitskopfes der Vorrichtung nach F i g. 1 längs einer der Koordinaten.
In Fig. 1 ist ein Bohrkopf einer Koordinaten-Bohrmaschine insgesamt mit 10 bezeichnet. In seinem Gehäuse sind ein Antriebsmotor für eine Bohrspindel 12 sowie eine Einrichtung zum vertikalen Verfahren der Bohrspindel untergebracht. Das untere Ende der Bohrspindel 12 trägt über ein Schnellspannfutter 14 einen
b5 Bohrer 16.
Der Bohrkopf 10 läuft auf einer Schwalbenschwanzschiene 18, die an einen vertikalen Ständer 20 angeformt ist.
Der Ständer 20 ist auf einem Schlitten 22 befestigt, der seinerseits auf einer horizontalen Laufschiene 24 läuft Von der letzteren ist in der Zeichnung nur das linke Ende wiedergegeben.
Die Laufschiene 24 ist an ihren beiden Enden von Schlitten 26 getragen, die auf weituen horizontalen Laufschienen 28 verfahrbar sind, die senkrecht zur Schwalbenschwanzschiene 18 und senkrecht zur Laufschiene 24 verlaufen.
Der Schlitten 26 trägt am in der Zeichnung links gelegenen Ende eine nach oben stehende Wange 30, an welche die Kolbenstange 32 eines Hydraulikzylinders (Arbeitszylinders) 34 angelenkt ist. Das Gehäuse des Hydraulikzylinders 34 ist über Lageraugen 36 und einen Lagerstift 38 an eine Wange 40 angelenkt, welche vom Schlitten 26 getragen ist und mit dem in der Zeichnung links gelegenen Ende der Laufschiene 24 fest verbunden ist
In die Laufschiene 24 ist ein Strich-Maßsfib 42 eingelassen, der mit einem optischen Aufnehmer (Lagegeber) 44 zusammenarbeitet, der vom Schlitten 22 getragen ist
Ein kleinerer hydraulischer Klemmzylinder 46 wird von der Seitenwange des Schlittens 22 getragen; seine Kolbenstange arbeitet über ein nicht gezeigtes Klemmstück auf die in Fig. 1 vorn liegende Seitenfläche der Laufschiene 24.
Wie F i g. 2 zeigt, ist der Hydraulikzylinder 34 über ein Vj-Servoventil 48 mit einer Druckleitung 50 bzw. einer Rücklaufleitung 52 verbindbar. Das Servoventil 48 verriegelt den Hydraulikzylinder 34 in seiner Mittenstellung und stellt in dieser Stellung zugleich eine Verbindung zwischen der Druckleitung 50 und der Arbeitskammer des Klemmzylinders 46 her. In den beiden anderen Arbeitsstellungen des Servoventiles 48 wird jeweils einer der Arbeitsräume des Hydraulikzylinders 52 verbunden, wobei jeweils die Arbeitskammer des Klemmzylinders 46 mit der Rücklaufleitung verbunden ist. so daß dessen Kolben unter der Kraft einer Rückstellfeder 54 in die gelöste Stellung bewegt wird.
Die Ansteuerung der Magnete des Servoventiles 48 erfolgt von einer Steuerschaltung 56 her, die eingangsseitig mit dem Aufnehmer bzw. Lagegeber 44 verbunden ist. An die Steuerschaltung 56 ist ferner eine digitale Anzeige-Einheit 58 angeschlossen, an welcher die Ist-Stellung des Bohrkopfes 10 längs der Laufschiene 24 abgelesen werden kann. Zur Eingabe der gewünschten Soll-Stellung des Bohrkopfes 10 längs der Laufschiene 24 ist eine Eingabe-Einheit 60 vorgesehen, die z. B. ein entsprechendes Tastenfeld umfassen kann.
Man erkennt, daß bei der in F i g. 2 schematisch wiedergegebenen Einstelleinrichtung der Bohrkopf 10 rasch und zuverlässig an die gewünschte Soll-Stellung gebracht wird.
Für die anderen Koordinatenrichtungen sind entsprechende Einstelleinrichtungen ve. gesehen, von denen in F i g. 1 jeweils nur ein Teil wiedergegeben ist So erkennt man von der Einstelleinrichtung für das Verfahren des Bohrkopfes 10 in Richtung der Laufschienen 28 nur die Kolbenstange 62 eines die Bewegung in Richtung der Laufschienen 28 wirkenden Hydraulikzylinders. Die Kolbenstange 62 ist an eine Wange 64 angelenkt die ebenfalls vom Schlitten 26 getragen ist.
Von einer Einstelleinrichtung in vertikaler Richtung ist ein Hydraulikzylinder 68 erkennbar, dessen Kolbenstange 70 an den Schlitten 22 angelenkt ist. Der Bohrkopf 10 enthält in seinem Inneren einen optischen Aufnehmer als Lagegeber, welcher mit einem in die Schwalbenschwanzschiene 18 eingelassenen Strich-Maßstab 72 zusammenarbeitet. Auch ein Klemmzylinder zum Festklemmen des Bohrkopfes 10 an der Schwalbenschwanzschiene 18 ist im Gehäuseinneren angeordnet.
Insgesamt gesehen, wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche die konventionellen Gewindeverstellspindeln mit Handrad usw. vermeidet; dabei kann mittels der Eingabe-Einheit 60 in wenigen Sekunden die gewünschte Position des Bohrers 16 sowie seine Bohrtiefe eingetippt werden; durch die elektrische Steuerschaltung 56 mit dem optischen Aufnehmer 44 wird das schnelle Auffinden der gewünschten Position wesentlich erleichtert. Nach Erreichen der gewünschten Bohrposition und der gewünschten Vertikalstellung des Bohrkopfes 10 wird die ganze Einheit hydraulisch verriegelt, d. h. festgespannt, so daß eine genaue Bohrposition und eine konstante Bohrtiefe garantiert werden können. Da sowohl die Bohrtiefe als auch die XY-Lage des Bohrloches eingetippt werden können, kann eine Rückzeit von insgesamt nur wenigen Minuten erzielt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum genauen Einstellen von Bohrwerkzeugen od. dgL Werkzeugen in Soll-Stellungen, wobei die Werkzeugen von an Führungseinrichtungen entlang bewegbaren Schlitten od. dgl. Werkzeugträgern getragen werden, mit mindestens einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder, dessen Arbeitsbewegung von einer in seine Druckmittel- und Entlüftungsleitung eingeschalteten hydraulischen Steuereinrichtung steuerbar ist, und mit einer selbsttätig in der Soll-Stellung betätigbaren hydraulisch-mechanischen Festklemmeinrichtung für den Schlitten, dadurch gekennzeichnet,daß sich der Schlitten (22) längs eines Maßstabes (42) bewegt, der zusammen mit einem auf dem Schütten (22) angeordneten Lagegeber (44) eine Meß-Einrk-htung (42, 44) zum Messen der jeweiligen Ist-Stellung des am Schlitten (22) sitzenden Werkzeuges (16) bildet, und daß eine Sollwert-Eingabe-Einheit (60) für die Soll-Stellung des Werkzeuges längs der Positionierkoordinaten (24,28) vorgesehen ist und mit einer elektrischen Steuerschaltung (56) in Wirkverbindung steht, durch welche die als Sperrventil ausgebildete, den Arbeitszylinder (34) und die Festklemmeinrichtung (46, 54) beherrschende hydraulische Steuereinrichtung (48) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Meß-Einrichtung (42,44) steuerbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrischen Steuerschaltung (56) eine Anzeige-Einheit (58) für die Ist-Stellung des Werkzeuges (16) längs der Positionierkoordinaten (24,28) zugeordnet ist.
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