DE4126014A1 - Vorrichtung zum ausfuehren von arbeitsoperationen im raum mit kontrollierter bzw. gesteuerter tiefe - Google Patents
Vorrichtung zum ausfuehren von arbeitsoperationen im raum mit kontrollierter bzw. gesteuerter tiefeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen von
Arbeitsoperationen im Raum mit kontrollierter bzw. gesteuer
ter Tiefe unter Verwendung von Schablonen, die einen Vorrich
tungskörper enthält, der aus zwei entgegen der Wirkung von
elastischen Mitteln gleitend-beweglichen Partien besteht,
die mit gewissem Spiel ein Bohrwerkzeug aufnehmen und von
denen die eine Partie mit Kupplungsorganen, mit deren Hilfe
sie mit einer Werkzeugmaschine verbunden werden kann, und
die andere Partie mit einer Druckvorrichtung mit einer Füh
rung für das Werkzeug versehen ist, wobei am Werkzeug an
greifende elastische Mittel vorgesehen sind, die hierbei
das Werkzeug zentriert mit Bezug auf die beiden Partien
halten. Die Erfindung bezieht sich also auf eine Vorrichtung
mit einem schwimmenden Werkzeug für Drillen, Bohren, Aus
senken und andere ähnliche Maschinenoperationen, bei denen
man Schablonen verwendet und bei denen die Arbeitstiefe
genau und präzise eingestellt werden muß. Im besonderen
bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, die an
automatischen, numerisch gesteuerten Maschinen für fünf
oder mehr Freiheitsgrade angewendet werden kann, mit denen
man im Raum Drillen, Bohren und ähnliche Arbeitsoperationen
ausführen kann, da solche Maschinen, insbesondere in der
Luftfahrttechnik, die Verwendung einer Vorrichtung verlangen,
die geeignet ist, sowohl mögliche Ungenauigkeiten beim Posi
tionieren des Werkzeugs mit Bezug auf die Achse der Schablonen
bohrung auszugleichen als auch die Arbeitstiefe innerhalb
eines sehr beschränkten Toleranzbereichs zu überprüfen.
Die Maschinen, an denen man die Vorrichtung anwenden kann,
sind bereits bekannt, z. B. die Maschine gemäß der italieni
schen Patentanmeldung 44 804 A/88 (= entsprechend der deut
schen Patentanmeldung P 39 06 380.1), sie enthalten einen
Support, der entlang einer Triade von kartesischen Achsen
beweglich ist und auf dem ein Werkzeugträgerkopf angebracht
ist, der seinerseits drehbar beweglich ist um ein Paar
von orthogonalen Achsen. Vorzugsweise kann das Werkzeug
sich entlang der eigenen Achse in Translation bewegen, um
die gewünschten Arbeitsoperationen auszuführen.
Die Erfindung betrifft im besonderen, jedoch nicht ausschließ
lich, das Gebiet der luftfahrttechnischen Konstruktionen
und bezweckt, zahlreiche Arbeitsoperationen zu automatisie
ren, indem eine Bearbeitung mit computerisierter numerischer
Steuerung verschiedene bisherige manuelle Arbeitsoperationen
ersetzt, wobei man deren allgemeine Merkmale beibehält.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Vorrichtung
zu schaffen, die geeignet ist, bestimmte Arbeitsoperationen,
die vorher von Hand ausgeführt worden sind, in automatische
Operationen umzuwandeln, wobei mögliche Ungenauigkeiten
bei der Werkzeugpositionierung vermieden werden.
Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei
einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 vorgesehen, daß der relative Hub zwischen den
beiden gleitend-beweglichen Partien größer als der Arbeitshub
des Werkzeugs ist. Hierbei kann z. B. vorgesehen sein, daß
an der Druckvorrichtung eine entgegen der Wirkung elastischer
Mittel bewegliche Werkzeugführung vorgesehen ist, wobei
die von den elastischen Mitteln auf die Werkzeugführung
ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft ist, die zwischen
den beiden Partien ausgeübt wird. Zweckmäßigerweise kann
weiterhin vorgesehen sein, daß die auf die gleitend-beweg
lichen Partien einwirkenden elastischen Mittel aus z. B.
pneumatischen Kolben-Zylinder-Aggregaten bestehen, deren
Kolben eine Kraft ausüben, die größer als die vom Werkzeug
beim Bohren ausgeübte Kraft, jedoch kleiner als die Kraft
ist, die zum Verformen der zu bearbeitenden Werkstücke not
wendig wäre. Wie oben gesagt worden ist, ist eines der Haupt
gebiete, für die die Anwendung der vorliegenden Erfindung
vorgesehen ist, das Gebiet der luftfahrttechnischen Konstruk
tionen, bei denen für den Zusammenbau der Bestandteile es
notwendig ist, zahlreiche Bohrungen mit Aussenkungen auszu
führen, wobei man sich innerhalb von extrem kleinen Toleranzen
halten muß, die immer nicht größer als einige Hundertstel
Millimeter sind. Die zu bearbeitenden Teile sind oft gebogen,
gewölbt oder gekrümmt, wodurch die Sache so kompliziert
wird, daß man bis heute die meisten Bohrungen von Hand mit
Hilfe von besonderen Werkzeugen und Schablonen ausgeführt
hat. Bei diesen bekannten Systemen bediente man sich einer
Schablone, die mit Führungsbüchsen versehen war und die
an das Werkstück angelegt worden ist, sodann hat der Be
dienende die verschiedenen Bearbeitungsoperationen von Hand
ausgeführt. Es ist offensichtlich, daß trotz der geübten
Sorgfalt und der angewendeten großen Genauigkeit ein solches
System weder eine einwandfreie Wiederholbarkeit der Resultate
sichergestellt hat, noch die Beachtung der vorgesehenen
Arbeitszeit in Abhängigkeit von den Fähigkeiten des Bedienen
den und den sonstigen Bedingungen gewährleistet hat. Darüber
hinaus ist die Arbeitszeit recht lang.
Auf der anderen Seite ist die vollständige Automatisierung
solcher Bearbeitungsoperationen nicht zweckmäßig, insbesonde
re für die Teile, die solche vorher mit Schablonen herge
stellten Teile ersetzen sollen, da die Programmierung der
Maschinenanordnung beträchtlich aufwendig wäre und die ver
schiedenen Teile wiederum mit einem großen Aufwand an Zeit
und Geld zertifiziert bzw. beglaubigt werden müßten. Aus
diesen Gründen benötigt man Vorrichtungen, die eine Automa
tisierung unter Beibehaltung der Benutzung von Schablonen
ermöglichen.
Die praktischen Schwierigkeiten, denen man begegnet, sind
zahlreich und beziehen sich darauf, daß es notwendig ist,
einerseits das Werkzeug genau in Achse mit der Bohrung zu
positionieren, und andererseits den Werkzeughub mit Bezug
auf die Oberfläche, die bearbeitet werden soll, genau zu
prüfen, da dessen Stellung auch mit Bezug auf die Schablone
nicht von vornherein bekannt ist.
Um die obigen Probleme zu lösen, schlägt die Erfindung ein
Gerät bzw. eine Vorrichtung mit einem schwimmenden bzw.
beweglichen Werkzeug vor, das bzw. die bei automatischen
NC-Maschinen angewendet werden kann, wobei es möglich ist,
die Werkzeugstellung automatisch so einzustellen, daß es
in der Achse mit der Bohrung liegt; darüber hinaus sind
auch noch Steuerungssysteme vorgesehen, die dazu dienen,
die Bohrungstiefe genau zu überprüfen und zu steuern. Gemäß
der Erfindung ist das neue Gerät mit einem Werkzeug ausge
stattet, das im allgemeinen zum manuellen Ausführen der
selben Arbeitsoperationen verwendet werden kann. Diese Werk
zeuge sind bekannt und enthalten einen Körper mit einer
Druckvorrichtung, die von Hand gegen eine zu bearbeitende
Oberfläche angelegt wird, und mit einem Bohrwerkzeug, das
gegenüber der Druckvorrichtung einen vorbestimmten Hub aus
führen kann, der mit Hilfe einer Ringmutter eingestellt
und reguliert werden kann. Solche Werkzeuge werden von der
Firma Recouls et Fils S.A., Ozoir la Ferriere (Frankreich),
hergestellt und werden mit dem Zeichen RB 406 gekennzeichnet.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist so konzipiert, daß
man die Werkzeuge der vorgenannten Art verwenden kann, die
sich bereits auf dem Markt befinden, wodurch auf diese Weise
die Arbeit der Benutzer vereinfacht wird, die der Notwendig
keit enthoben werden, neue, hierfür geeignete Werkzeuge
zu entwerfen und zu konstruieren, so daß sogleich ein automa
tisches Verfahren zur Verfügung steht, bei dem bereits vor
handene Werkzeuge und Gerätschaften angewendet werden können.
Um die vorgesehenen Bearbeitungoperationen automatisch aus
führen zu können, ist es demzufolge notwendig, diese Gerät
schaft, die es möglich macht, die Tiefe der Bohrung vorzu
bestimmen, mit einem schwimmenden oder beweglichen Werkzeug
zu kombinieren, derart, daß eine automatische Zentrierung
möglich ist.
Gemäß der Erfindung hat man also um dieses Werkzeug herum
einen Körper geschaffen, der geeignet ist, mit den Werkzeug
maschinen im allgemeinen und mit den NC-Maschinen im besonde
ren gekoppelt zu werden, wodurch es dem Werkzeug möglich
gemacht wird, vorzulaufen und sich zu drehen und gleich
zeitig zu schwimmen bzw. sich zu bewegen in einer Ebene
rechtwinklig zur eigenen Achse, wobei begrenzte Winkelver
stellungen mit Bezug auf diese Achse ausgeführt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in einer
Seitenansicht im Schnitt, wobei das Werkzeug einge
baut ist,
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einer Ansicht gemäß
Pfeil A der Fig. 1 und
Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 1 und 2 in einer Seiten
ansicht.
In der Zeichnung ist der Vorrichtungskörper der erfindungs
gemäßen Gerätschaft mit 1 bezeichnet, dieser Körper ist
mit einem Bohrwerkzeug 2 versehen und mit einer Kupplung
3 für einen prismatischen Zapfen, insbesondere für einen
Zapfen 4 mit quadratischem Querschnitt. Das Bohrwerkzeug
dreht sich demzufolge im Inneren des Vorrichtungskörpers
1.
Das Werkzeug 1 ist mit einer Werkzeugführung 5 versehen,
die in eine Führungsbuchse 6 eingesetzt werden kann, die
an der Schablone 7 angesetzt ist, damit das Werkzeug zur
Ausführung der Bearbeitung des Werkstücks, das mit 100 be
zeichnet ist, genau geführt wird.
Die Tiefe der Bohrung oder der Aussenkung wird demzufolge
vom Werkzeug gesteuert, an dem eine nicht dargestellte Ring
mutter vorgesehen ist, mit deren Hilfe es möglich ist, den
Hub des Werkzeugs und demzufolge die Tiefe der Bearbeitung,
z. B. der Bohrung, Aussenkung usw., voreinzustellen oder
vorzubestimmen. Da es nicht möglich ist, von vornherein
die Stellung der Oberfläche des Werkstücks mit Bezug auf
die Schablone mit Genauigkeit oder Präzision zu kennen,
weil das Stück eine unterschiedliche Krümmung oder Wölbung
haben kann oder weil es eine unebene Fläche, z. B. im Falle
von Werkstücken aus kohlefaserhaltigem Material, aufweisen
kann, ist es notwendig, die eventuellen Unterschiede aus
zugleichen. Dies ist gemäß der Erfindung mit Hilfe der Vor
richtung möglich, die aus zwei gleitend-verstellbaren Par
tien besteht und in deren Innerem das Werkzeug montiert
ist.
Man läßt die Vorrichtung einen Hub ausführen, der größer
als derjenige ist, der für die Bohrung notwendig ist, damit
man auf diese Weise sicher ist, daß man die gewünschte Tiefe
erreicht, und, um zu verhindern, daß die Bohrungstiefe die
vorgesehene Grenze überschreitet, sieht man vor, daß die
Partien einander gegenüber gleiten können, und dieses Gleiten
beginnt, sobald das Werkzeug die gewünschte maximale Tiefe
erreicht, wie noch aus der folgenden Beschreibung hervor
gehen wird.
Wie oben bereits gesagt, ist das Gerät, an dem das Werkzeug
1 angebracht wird, aus zwei Partien zusammengesetzt, die
jeweils mit 8 und mit 9 bezeichnet sind, von denen die eine
mit Kupplungsmitteln zur Herstellung der Verbindung mit
der Werkzeugmaschine versehen ist und die andere als Preß
vorrichtung zum Ausüben eines Druckes gegen das zu bearbeiten
de Werkstück dient. Die Partien 8 und 9 können gegenein
ander gleiten. Die Partie 8 enthält einen Körper 10, an
dem mit Hilfe von Lagern 11 eine übliche konische Kupplung
12 für die Verbindung mit der Werkzeugmaschine gelagert
ist.
Am Körper 10 sind drei prismatische Kolben-Zylinder-Aggregate
13 vorgesehen, von denen lediglich eines in Fig. 1 gezeigt
ist, in deren Innerem ebensoviele Kolben 14 gleiten, die
nach vorn geschoben werden durch den Druck, der mit Hilfe
eines Regulators bekannter Art 24 voreingestellt werden
kann und an einem Manometer in Abhängigkeit von der gewünsch
ten Last abzulesen ist. Eine Schraubenfeder 15 od. dgl. dient
dazu, die bewegliche Anordnung zu halten, wenn die pneumati
sche Zuspeisung, z. B. während der Lagerung des Gerätes,
fehlt. An den Kolbenstangen 16 der Kolben 14 ist ein Flansch
17 befestigt, an dem ein Paar von Blöcken 19, die mit der
Werkzeugführung 5 integral sind, befestigt sind und in denen
zu der Schneidkante führende Zufuhrleitungen für das Kühl
medium vorgesehen sind. Die Blöcke 19 können gegenüber dem
Flansch 17 gleiten, zusammen mit der Werkzeugführung 5 und
entgegen der Wirkung der Feder 18. An der mit den Blöcken
19 einstückigen Werkzeugführung 5 ist der Körper 1 des Werk
zeugs angeschraubt, der auf diese Weise am Drehen verhindert
wird. Der das Kupplungsorgan zur Herstellung der Verbindung
mit der Werkzeugmaschine tragende Körper 12 ist innen hohl,
und in dieser Höhlung ist eine Büchse 20 gleitbar gelagert,
die mindestens eine Nut oder Rinne 21 besitzt, in die ein
mit dem Körper 12 fest verbundener Zahn 22 eingreift. Als
Folge hiervon nimmt der Körper 12 die Büchse in Rotation
mit, die sich jedoch gegenüber diesem axial verstellen kann.
Das Werkzeug ist innerhalb der Büchse 20 angeordnet, und
der prismatische Schaft 4 ist in eine geeignete, an der
Bodenwand der Büchse vorgesehene Öffnung eingesetzt, die
Abmessungen besitzt, die etwas größer als diejenigen des
Schaftes sind, z. B. um 1 oder 2 mm größer ist, derart, daß der
Schaft oszillieren oder sich leicht im Inneren der Wand
verstellen kann, wobei er jedoch in Rotation gehalten wird.
Die Büchse 20 nimmt demzufolge über den Schaft 4 das Werkzeug
in Rotation mit, während der Körper 1 des Werkzeugs, der
mit der Werkzeugführung 5 verschraubt ist, am Drehen gehindert
wird. Eine Reihe von federnden Druckvorrichtungen 23 wirkt
auf verschiedene Seiten des prismatischen Schaftes ein,
um ihn zentriert zu halten. Der Außendurchmesser des Werkzeugs
1 ist kleiner als der Innendurchmesser der Büchse 12, derart,
daß das Werkzeug begrenzte Verstellbewegungen entsprechend
den Merkmalen der Konstruktion ausführen kann. Die Werkzeug
führung 5 kann gegenüber dem Flansch 25 gleiten, der im
Inneren des Körpers 9 mit einem gewissen Spiel angeordnet
ist, derart, daß auch er entlang einer rechtwinklig zur
Werkzeugachse verlaufenden Ebene oszillieren kann. Eine
Reihe von Federn 26 hält den Flansch 25 zentriert.
Im hinteren Teil des Werkzeugs (Fig. 3) sind Verbindungs
anschlüsse 27 für das Kühlmedium und für die zu den Zylindern
13 führende Luft vorgesehen, außerdem ist noch ein Sensor
28 vorgesehen, der mit den Steuereinrichtungen der Maschine
verbunden ist und der in der Lage ist, die Maschine anzu
halten und ihr Funktionieren zu unterbinden. Diese letzte
Einrichtung dient dazu, die Beschädigung des Werkstücks
zu vermeiden, wenn der Bedienende beim Eingeben der Tiefe
der Bohrung irren sollte. In der Tat wird in dem Fall, daß
eine zu große Tiefe eingegeben worden sein sollte, nach
Erreichen des Hubendes die ganze Anordnung gegenüber der
Maschine einen Rückstoß erfahren, woraufhin sich die Betäti
gung des Sensors 28 und die Unterbrechung aller Arbeits
operationen ergibt.
Die Wirkungsweise der neuen Anordnung ist folgende:
Man stellt zunächst die Tiefe der Bohrung ein, indem man das Werkzeug 1 in geeigneter Weise einstellt, das daraufhin im Innern der Vorrichtung untergebracht wird, indem man den Schaft 4 in die Ausnehmung der Büchse 20 einführt. Dar aufhin wird der Luftdruck in den Zylindern 10 eingestellt und reguliert mit Hilfe des Regulators 24, der an der Vor richtung angebracht ist, wobei man den Wert des Luftdrucks am Manometer überprüft, derart, daß man einen Schub erhält, der größer als die von den Federn 18 ausgeübte Kraft ist, der aber nicht zu groß ist, um zu verhindern, daß das Werk stück beschädigt wird. Sobald die Vorrichtung an der Maschine angebracht worden ist, bringt man sie an die Bohrung heran, wobei man versucht, sie so weit wie möglich mit der Achse dieser Bohrung zu zentrieren. Wenn nunmehr die Maschine anfängt zu laufen, wird die Werkzeugführung in dem Schablonen loch eingeführt. Die durch die Federn 18 ausgeübte Kraft reicht aus, um die Reibung zu überwinden, bis man die Werk zeugführung in Berührung mit der Oberfläche des zu bearbeiten den Werkstücks bringt. Im Falle einer nicht einwandfreien, perfekten Positionierung oder Ausrichtung des Werkzeugs wird dessen Lage automatisch eingestellt und zurechtgestellt, dank der Möglichkeit, daß es als "schwimmendes Werkzeug" beweglich ist. In der Tat wird im Falle einer nicht einwand freien, perfekten Ausrichtung die von der Büchse 6 geführte und bewegte Werkzeugführung das Werkzeug zwingen, sich mit der Achse der Bohrung auszugleichen, in Linie zu bringen, indem geringe, kleine, begrenzte Bewegungen entgegen der von den Federn 23 und 26 ausgeübten Kraft ausgeführt werden. In der Tat können sowohl der Schaft 4 als auch der Flansch 25 an der Vorderseite des Werkzeugs begrenzte Translations bewegungen entlang einer Ebene ausführen, die rechtwinklig bzw. orthogonal zur Achse des Werkzeugs ist, und diese Mög lichkeit erlaubt es, daß auch das Werkzeug sich leicht neigen kann, um auf diese Weise eventuelle Fluchtungsfehler zu korrigieren und auszugleichen. Wenn die Werkzeugführung an der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks angelangt ist, wird das weitere Vorlaufen der Maschine bewirken, daß das Werkzeug die Bohrarbeit beginnt. Während dieser Phase bleibt die vordere Partie 9 der Vorrichtung stehen, während die hintere Partie 8 fortfährt, vorzulaufen. Man stellt demzufolge eine relative Verstellbewegung zwischen den beiden Partien 8 und 9 fest, und zwar entgegen der Kraft, die von den Kolben 14 ausgeübt wird. Die Drehbewegung wird vom Körper 12 auf die Büchse 20 über den Zahn 22 übertragen. Die Büchse 20 nimmt den Schaft 4 des Werkzeugs in der Drehung mit, der das Werkzeug drehen macht, während der Körper 1 still steht. Wenn man immer der genauen Position der Oberfläche sicher wäre, wäre es ausreichend, numerisch das Vorlaufen der Maschine zu prüfen und zu kontrollieren. Da jedoch die zu bearbeitende Oberfläche nicht immer in Kontakt mit der Schablone ist, ist es notwendig, daß die Maschine immer in der Lage ist, einen Hub auszuführen, der größer als die Tiefe der Bohrung ist (der, wie bereits gesagt, einzig und allein durch das Werkzeug 1 kontrolliert wird), ohne daß man hierbei die Beschädigung des Werkstücks riskiert. Aus diesem Grunde ist der Hub der Kolben 14 um einige Millimeter größer als die Tiefe der Bohrung selbst. Die Maschine läuft dann so lange vor, bis die Werkzeugführung an der zu bearbei tenden Oberfläche angelangt ist, woraufhin sie ihre Vorschub bewegung fortsetzt, um das Werkstück zu bohren und auszu senken. An diesem Punkt hält das Werkzeug an, während die Partie 8 fortfährt, vorzulaufen, bis zum Ende des vorge sehenen Hubes. In dieser Phase findet die Vorlaufbewegung entgegen der Kraft statt, die von der Luft über die Kolben 14 ausgeübt wird, während eine Relativbewegung zwischen dem Körper des Werkzeugs 1 und der Büchse 20 stattfindet, die zusammen mit der Partie 8 vorläuft.
Man stellt zunächst die Tiefe der Bohrung ein, indem man das Werkzeug 1 in geeigneter Weise einstellt, das daraufhin im Innern der Vorrichtung untergebracht wird, indem man den Schaft 4 in die Ausnehmung der Büchse 20 einführt. Dar aufhin wird der Luftdruck in den Zylindern 10 eingestellt und reguliert mit Hilfe des Regulators 24, der an der Vor richtung angebracht ist, wobei man den Wert des Luftdrucks am Manometer überprüft, derart, daß man einen Schub erhält, der größer als die von den Federn 18 ausgeübte Kraft ist, der aber nicht zu groß ist, um zu verhindern, daß das Werk stück beschädigt wird. Sobald die Vorrichtung an der Maschine angebracht worden ist, bringt man sie an die Bohrung heran, wobei man versucht, sie so weit wie möglich mit der Achse dieser Bohrung zu zentrieren. Wenn nunmehr die Maschine anfängt zu laufen, wird die Werkzeugführung in dem Schablonen loch eingeführt. Die durch die Federn 18 ausgeübte Kraft reicht aus, um die Reibung zu überwinden, bis man die Werk zeugführung in Berührung mit der Oberfläche des zu bearbeiten den Werkstücks bringt. Im Falle einer nicht einwandfreien, perfekten Positionierung oder Ausrichtung des Werkzeugs wird dessen Lage automatisch eingestellt und zurechtgestellt, dank der Möglichkeit, daß es als "schwimmendes Werkzeug" beweglich ist. In der Tat wird im Falle einer nicht einwand freien, perfekten Ausrichtung die von der Büchse 6 geführte und bewegte Werkzeugführung das Werkzeug zwingen, sich mit der Achse der Bohrung auszugleichen, in Linie zu bringen, indem geringe, kleine, begrenzte Bewegungen entgegen der von den Federn 23 und 26 ausgeübten Kraft ausgeführt werden. In der Tat können sowohl der Schaft 4 als auch der Flansch 25 an der Vorderseite des Werkzeugs begrenzte Translations bewegungen entlang einer Ebene ausführen, die rechtwinklig bzw. orthogonal zur Achse des Werkzeugs ist, und diese Mög lichkeit erlaubt es, daß auch das Werkzeug sich leicht neigen kann, um auf diese Weise eventuelle Fluchtungsfehler zu korrigieren und auszugleichen. Wenn die Werkzeugführung an der Oberfläche des zu bearbeitenden Werkstücks angelangt ist, wird das weitere Vorlaufen der Maschine bewirken, daß das Werkzeug die Bohrarbeit beginnt. Während dieser Phase bleibt die vordere Partie 9 der Vorrichtung stehen, während die hintere Partie 8 fortfährt, vorzulaufen. Man stellt demzufolge eine relative Verstellbewegung zwischen den beiden Partien 8 und 9 fest, und zwar entgegen der Kraft, die von den Kolben 14 ausgeübt wird. Die Drehbewegung wird vom Körper 12 auf die Büchse 20 über den Zahn 22 übertragen. Die Büchse 20 nimmt den Schaft 4 des Werkzeugs in der Drehung mit, der das Werkzeug drehen macht, während der Körper 1 still steht. Wenn man immer der genauen Position der Oberfläche sicher wäre, wäre es ausreichend, numerisch das Vorlaufen der Maschine zu prüfen und zu kontrollieren. Da jedoch die zu bearbeitende Oberfläche nicht immer in Kontakt mit der Schablone ist, ist es notwendig, daß die Maschine immer in der Lage ist, einen Hub auszuführen, der größer als die Tiefe der Bohrung ist (der, wie bereits gesagt, einzig und allein durch das Werkzeug 1 kontrolliert wird), ohne daß man hierbei die Beschädigung des Werkstücks riskiert. Aus diesem Grunde ist der Hub der Kolben 14 um einige Millimeter größer als die Tiefe der Bohrung selbst. Die Maschine läuft dann so lange vor, bis die Werkzeugführung an der zu bearbei tenden Oberfläche angelangt ist, woraufhin sie ihre Vorschub bewegung fortsetzt, um das Werkstück zu bohren und auszu senken. An diesem Punkt hält das Werkzeug an, während die Partie 8 fortfährt, vorzulaufen, bis zum Ende des vorge sehenen Hubes. In dieser Phase findet die Vorlaufbewegung entgegen der Kraft statt, die von der Luft über die Kolben 14 ausgeübt wird, während eine Relativbewegung zwischen dem Körper des Werkzeugs 1 und der Büchse 20 stattfindet, die zusammen mit der Partie 8 vorläuft.
Es ist somit klar, daß es mit dem beschriebenen System möglich
ist, automatisch das Werkzeug mit der Achse der Bohrung
in Linie zu bringen, wobei gewisse kleine Unterschiede kompen
siert werden, und daß es möglich ist, mit Präzision und
Genauigkeit die Tiefe der Bohrung zu kontrollieren, obwohl
man nicht mit Genauigkeit die Lage der zu bearbeitenden
Oberfläche mit Bezug auf das Werkzeug kennt.
Ein Fachmann wird zahlreiche Veränderungen und Varianten
voraussehen können, die jedoch alle innerhalb des Umfangs
der vorliegenden Erfindung liegen müssen.
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Ausführen von Arbeitsoperationen im Raum
mit kontrollierter bzw. gesteuerter Tiefe unter Verwendung
von Schablonen, die einen Vorrichtungskörper enthält, der
aus zwei entgegen der Wirkung von elastischen Mitteln glei
tend-beweglichen Partien besteht, die mit gewissem Spiel
ein Bohrwerkzeug aufnehmen und von denen die eine Partie
mit Kupplungsorganen, mit deren Hilfe sie mit einer Werkzeug
maschine verbunden werden kann, und die andere Partie mit
einer Druckvorrichtung mit einer Führung für das Werkzeug
versehen ist, wobei am Werkzeug angreifende elastische Mittel
vorgesehen sind, die hierbei das Werkzeug zentriert mit
Bezug auf die beiden Partien halten, dadurch gekennzeichnet,
daß der relative Hub zwischen den beiden gleitend-beweg
lichen Partien größer als der Arbeitshub des Werkzeugs ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Druckvorrichtung eine entgegen der Wirkung elasti
scher Mittel bewegliche Werkzeugführung vorgesehen ist,
wobei die von den elastischen Mitteln auf die Werkzeugführung
ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft ist, die zwischen
den beiden Partien ausgeübt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die auf die gleitend-beweglichen Partien einwirken
den elastischen Mittel aus z. B. pneumatischen Kolben-Zylinder-
Aggregaten bestehen, deren Kolben eine Kraft ausüben, die
größer als die vom Werkzeug beim Bohren ausgeübte Kraft,
jedoch kleiner als die Kraft ist, die zum Verformen der
zu bearbeitenden Werkstücke notwendig wäre.
4. Vorrichtung zum Ausführen von Arbeitsoperationen im Raum
mit kontrollierter bzw. gesteuerter Tiefe unter Verwendung
von Schablonen, die folgende Teile enthält bzw. Merkmale
aufweist:
- a) einen an einer numerisch gesteuerten Maschine vorzusehenden Support;
- b) eine im Innern des Supports z. B. verstellbar angeordnete Büchse, die mit die Bewegung an das Werkzeug übertragenden Mitteln versehen ist;
- c) ein im Innern der Büchse unter Freilassung eines gewissen Spiels angeordnetes Werkzeug, das unter der Wirkung von Federn steht, die geeignet sind, es in zentrierter Position zu halten;
- d) eine drehbar an der Büchse angeordnete Druckvorrichtung, die mit den Kolbenstangen einer Reihe von mit dem Support fest verbundenen, z. B. pneumatischen Kolben-Zylinder- Aggregaten verbunden ist;
- e) eine Werkzeugführung an der Druckvorrichtung, die entgegen der Wirkung von elastischen Mitteln gleitend gelagert ist;
- f) wobei Mittel zum Regulieren und Einstellen der von den z. B. pneumatischen Kolben ausgeübten Kraft vorgesehen sind.
5. Vorrichtung zum Ausführen von ausgesenkten Bohrungen
mit kontrollierter bzw. gesteuerter Tiefe mit Hilfe von
Bohrschablonen oder -masken, dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen an einem Werkzeugträgerkopf einer numerisch ge
steuerten Maschine anbringbaren Support (10) enthält, in
dessen Innerem ein Körper (12) ausschließlich drehbar angeord
net ist, in dem eine Büchse (20) ausschließlich axial ver
stellbar angeordnet ist, die den Support (1) bez. Träger eines an ihm
drehbar gelagerten Werkzeugs (2) enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Support oder Träger (1) für das Werkzeug im Inneren
der Büchse (20) mit einem gewissen Spiel angebracht ist
und daß elastische Mittel vorgesehen sind, die geeignet
sind, den Support oder Träger (1) gegenüber der Büchse (20)
zentriert zu halten.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß an dem Support oder Träger eine Werkzeugführung
(5) so vorgesehen ist, daß sie axiale Verstellbewegungen
ausführen kann, deren Ausmaß größer als der Arbeitshub des
Werkzeugs ist, wobei pneumatische Mittel vorgesehen sind,
die auf die Werkzeugführung einwirken.
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