DE3508910A1

DE3508910A1 - Bahngesteuerte bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE3508910A1
Application number: DE19853508910
Authority: DE
Inventors: Albrecht 7440 Nürtingen Schnizler
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-18

Description

Bezeichnung: Bahngesteuerte Bearbeitungs-
maschine Die Erfindung bezieht sich auf eine bahngesteuerte Bearbeitungsmaschine gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Allgemein sind solche bahngesteuerten Bearbeitungsmaschinen bekannt, bei denen der Wagen in Richtung zumindest zweier Koordinatenachsen auf einem Maschinenbett verfahrbar ist.
Naturgemäß sind dabei die Verfahrwege des Wagens in Richtung der Achsen begrenzt, weil der Wagen an ortsfeste Führungen des Maschinenbettes gebunden ist. Dabei werden die Vorteile üblicher Programmsteuerungen für solche Maschinenwagen, nämlich ein Programm für jeden beliebigen Weg unendlicher Länge zur Verfügung stellen zu können, nicht restlos genutzt. Zudem sind richtungsgesteuerte Bearbeitungsmaschinen immer darauf abgestellt, daß die Werkstücke, die bearbeitet werden sollen, zu der Maschine hingebracht werden, was bei großen Werkstücken nicht möglich ist.
Die Erfindung geht daher von dem Gedanken aus, die Maschine an das Werkstück heranzubringen, um sie darauf entlang beliebig gestalteter Wegstrecken, die beliebige Längen haben können, zu verfahren, so daß letztlich beliebig große Werkstücke damit bearbeitet werden können. Folglich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bahngesteuerte Maschine der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß der Wagen in Richtung der Achsen entlang unbegrenzter Weglängen programmgesteuert verfahren werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der besondere Vorteil der bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine nach der Erfindung liegt darin, daß der Wagen der Maschine nicht mehr an ortsfeste Führungen gebunden ist, sondern vielmehr entlang beliebig langer und beliebig geformter Wegstrecken auf beliebig großen Werkstücken programmgesteuert verfahren werden kann. Dabei wird vom Fahrwerk des Wagens eine translatorische und eine rotatorische Achskomponente auf den Wagen übertragen, wobei die translatorische Komponente die Vorschubbewegung und die rotatorische Komponente die Vorschubrichtung des Wagens bestimmt. Es versteht sich, daß die Vorschubbewegung und die Änderung der Vorschubrichtung einander überlagert sein könnten. Im einzelnen erfolgt die Vorschubbewegung in translatorischer Richtung durch den Abwälzvorgang von Wälzkörpern, wie Rollen, über die sich die Maschine auf den Werkstücken abstützt. Für die Änderung der Vorschubrichtung sind die Wälzkörper lenkbar, indem sie um die rotatorische Achse schwenkbar angeordnet sind. Die Ausrichtung sämtlicher Wälzkörper in der rotatorischen Achse ist gleich und wird synchron verändert, was gleichermaßen für den Vorschubantrieb in der translatorischen Achse zutrifft. Daher dreht sich bei Änderung der Vorschubbewegung der Wagen und damit die gesamte Maschine nicht um eine eigene Achse, sondern bewegt sich stets kantenparallel.
Problematisch ist allerdings, für exakte Verfahrbewegungen den Schlupf zwischen den Wälzkörpern und der jeweiligen Fahrbahn so gering wie möglich zu halten, was einerseits durch geeignete Friktionsbeläge auf den Laufflächen der Wälzkörper und andererseits durch Vermeidung von Radierungen beispielsweise beim Überfahren von Eckpunkten des Verfahrweges sichergestellt werden kann. Für den letzteren Fall kann eine zur rotatorischen Achse exzentrische Verstellung der Lenkrichtung der Wälzkörper vorgesehen werden, um auf der Stelle die Verfahrrichtung ohne Radierungen bewerkstelligen zu können. Dazu eignet sich eine Ausbildung der Rollen als Doppel- oder Tandemrollen, wobei die jeweils beiden Einzelrollen über ein Ausgleichsgetriebe miteinander verbunden sein können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung an einem Ausführungenbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung eine perspektivische Ansicht schräg von oben eines selbstfahrenden Wagens einer bahngesteuerten Bearbeitungsmaschine.
Im einzelnen ist in der Zeichnung der Wagen mit 1 bezeichnet, und er besitzt ein unterseitiges Fahrwerk 2, das im wesentlichen aus antreibbaren und lenkbaren Rollen 3 besteht. Insgesamt wird das Fahrwerk 2 von vier solcher Rollen 3 gebildet, die in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind.
Die Rollen 3 sind unterseitig vorstehend an Lagerkörpern 4 angeordnet, die drehbar in nicht näher dargestellten Bohrungen einer Grundplatte 5 gelagert sind. Die Drehachse der Lagerkörper 4 stellt eine rotatorische Achse dar, welche die Verfahrrichtung der Rollen 3 bestimmt. Dabei liegt die Diametrale jeder Rolle 3, die durch den jeweiligen Aufstandspunkt geht, in der Richtung der rotatorischen Achse oder ist zumindest parallel dazu, so daß eine Änderung der Lauf- oder Vorschubrichtung der Rollen 3 allein nicht zu einer Ortsveränderung des Wagens führt.
Die Lagerkörper 4 sind derart an der Grundplatte 5 angeordnet, daß lediglich die Rollen 3 unterseitig über die Platte 5 nach unten vorstehen, während sich im übrigen im wesentlichen die Lagerkörper 4 über die Oberseite der Grundplatte 5 nach oben hinaus erstrecken.
Die Drehung oder Schwenkung aller Lagerkörper 4 um die jeweilige rotatorische Achse erfolgt jeweils gleichzeitig und um denselben Winkel. Deshalb sind alle vier Rollen 3 des Wagens 1 stets zueinander parallel ausgerichtet. Der Lenkantrieb erfolgt über ein zentrales Aggregat 8, das mit den einzelnen Lagerkörpern 4 über einen Zahnriemen 7 verbunden ist. Dazu besitzen die Lagerkörper 4 an ihrem Umfang Nuten mit Verzahnungen 6, die sämtlich in einer Ebene liegen und mit denen der Zahnriemen 7 kämmt. Im Bereich des zentralen Lenkantriebsaggregates 8 sind ferner noch Spannrollen 9 für den Zahnriemen 7 vorgesehen.
Die synchrone Verstellung aller Lagerkörper 4 um die rotatorische Achse erfolgt in beiden Richtungen des Pfeiles "B".
Ferner sind sämtliche Rollen 3 des Fahrwerks 2 mit einem gemeinsamen Vorschubantrieb 14 verbunden, der sich an einem der Lenkkörper 4 befindet. Die Rollen 3 besitzen ein angeflanschtes Ritzel oder Kegelrad 10, das mit einem entsprechenden Gegenrad oder einer Schnecke einer Spindel 11 in Eingriff steht, die parallel zur Rotationsachse in den Lagerkörpern 4 angeordnet ist. Nach oben ist die Spindel 11 aus den Lagerkörpern 4 herausgeführt und trägt ein Antriebsrad 12. Über die Antriebsräder 12 aller Rollen 3, die in einer zur Grundplatte 5 parallelen Ebene liegen, ist wiederum ein Zahnriemen 13 geführt, und es versteht sich, daß wie bei dem Zahnriementrieb 6, 7 für die Lenkung der Rollen 3 auch bei dem Zahnriementrieb 12, 13 für den Vorschubantrieb der Rollen 3 die jeweiligen Übersetzungen an den Rollen 3 so gewählt sind, daß ein synchroner Vorschub aller Rollen 3 erfolgt. Dieser Vorschub ist durch den Pfeil A an der an der vorderen Ecke dargestellten Rolle 3 verdeutlicht. Er ist für die translatorische Beweglichkeit des Wagens 1 verantwortlich und stellt somit für die Programmsteuerung die translatorische Achse dar.
Die Grundplatte 5 besitzt eine zentrale Öffnung 15 zur Aufnahme eines Bearbeitungsaggregates, das in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche 1. Bahngesteuerte Bearbeitungsmaschine mit einem in Richtung zumindest zweier Achsen verfahrbaren Wagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (1) selbstfahrend ist und ein lenkbares Fahrwerk (2) hat, dessen Vorschub in einer translatorischen Achse und dessen Lenkung in einer dazu senkrechten, rotatorischen Achse steuerbar ist.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerk (2) des Wagens (1) Wälzkörper (3),wie Rollen, umfaßt, über welche die Bewegung in Richtung der transiatorischen Achse und die Bewegungsrichtung durch Lenkung in der rotatorischen Achse gemeinsam eingeleitet wird.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrwerk (2) des Wagens (1) zumindest drei nicht in einer geraden Linie liegende Rollen (3) hat, die synchron miteinander angetrieben und gelenkt sind.
4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rotatorische Achse mit der durch den Aufstandspunkt der jeweiligen Rolle (3) hindurchgehenden Rollendiametralen zusammenfällt.
5. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Aufstanspunkt der jeweiligen Rolle (3) hindurchgehende Rollendiametrale parallel zu und in Abstand von der rotatorischen Achse angeordnet ist.
6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rolle (3) als Doppelrolle ausgebildet ist, deren beide Einzelrollen über ein Ausgleichsgetriebe miteinander gekuppelt sind.
7. Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) an um die rotatorische Achse drehbaren Lagerkörpern (4) gelagert sind, die mit einem gemeinsamen Lenkantriebsaggregat (8) verbunden sind.
8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper (4) in Unfangsrichtung angeordnete Verzahnungen (6) haben, über die eine mit dem Lenkantriebsaggregat (8) verbundene Kette oder ein Zahnriemen (7) geführt ist.
9. Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) einen gemeinsamen Vorschubantrieb (14) haben.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lagerkörpern (4) in der rotatorischen Achse oder parallel dazu Antriebsspindeln (11) für die Rollen (3) gelagert sind, die ein verzahntes Antriebsrad (12) haben, über das eine mit dem gemeinsamen Vorschubantrieb (14) verbundene Kette oder ein Zahnriemen (13) geführt ist.
11. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerkörper (4) an einer Grundplatte (5) gelagert sind, über deren Unterseite die Rollen (3) nach unten vorstehen und oberhalb derer das Lenkantriebsaggregat (8) und der Vorschubantrieb (14) mit den Ketten- bzw. Zahnriementrieben (6, 7; 12, 13) angeordnet sind.
12. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (3) an ihrer Laufseite einen Friktionsbelag haben.
13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der rotatorischen Achse und der translatorischen Achse des Wagens (1) über ein Programm in NC-Terminologie erfolgt.