DE4139538A1

DE4139538A1 - Ultraschall-bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE4139538A1
Application number: DE19914139538
Authority: DE
Inventors: Erwin Schmidt
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-11-30
Filing date: 1991-11-30
Publication date: 1992-05-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Bearbeitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der zugrunde gelegten DE-PS 35 25 330 als bekannt hervorgeht.

Die DE-PS 35 25 330 betrifft eine Ultraschall-Bearbeitungsma schine mit einem ein Werkstück aufnehmenden Tisch und mit einem auf einer Schlittenführung linear auf den Tisch zu beweglichen Schlitten. Auf dem Schlitten ist eine Ultraschall-Bearbeitungs einheit gehaltert, die seinerseits aus einem Ultraschallgeber, einer Sonotrode und einem Werkzeug gebildet ist, wobei das Werkzeug im Arbeitsbereich aus einem an seinem Umfang parallel zueinander verlaufende Mantellinien aufweisenden Schaft besteht. Um das Werkzeug parallel zur Schlittenführung auszurichten, ist die Halterung der Ultraschall-Bearbeitungseinheit bzgl. zweier senkrecht zueinander stehender und quer zur Schlittenführung liegender Verstellachsen im Winkel verstellbar ausgebildet. Da die Verbindungen der Einzelteile der Ultraschall-Bearbeitungs einheit zum Teil aus Gründen einer ausreichenden dynamischen Steifigkeit hartgelötet werden müssen, können unkontrollierte Verzüge zwischen den hartgelöteten Teilen auftreten, die die einzuhaltenden Lagetoleranzen überschreiten, weshalb das Ultra schall-Bearbeitungswerkzeug sehr exakt parallel zur Schlitten führung ausgerichtet werden muß. Diese Ausrichtung kann aller dings nicht durch Formschlußmittel zwischen Werkzeug und Sonotrode einerseits und Ultraschallgenerator andererseits bewerkstelligt werden, weshalb die Halterung der Ultraschall-Bearbeitungseinheit parallel zur Schlittenführung ausgebildet sein muß. Bei jedem Werkzeugwechsel bzw. Beginn der Bearbeitung muß diese Einstellung der Ultraschall-Bearbeitungs einheit erneut vorgenommen werden, was sehr zeitraubend ist und bisher unter Zuhilfenahme von Meßuhren erfolgt. Ferner ist wegen der erwähnten Lötverzüge selbst nach einer exakten Parallel- Ausrichtung des Werkzeuges zur Schlittenführung, die räumliche Lage des Werkzeuges in Relation zum Werkstück nicht mit der erforderlichen Exaktheit bekannt. Daher muß, damit das Werkstück unter Zuhilfenahme eines Kreuztisches in die gewünschte Relativ lage zum Werkzeug eingefahren werden kann, auch diese Relativlage mit Hilfe von Meßuhren umständlich ermittelt werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbekannte Ultraschall- Bearbeitungsmaschine dahingehend zu verbessern, daß damit schneller und einfacher gearbeitet werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Ultraschall-Bearbei tungsmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Ausrichtung des Werkzeuges mittels der jeweils ein Fadenkreuz aufweisenden Fernrohre ist eine leichtere und schnellere Parallelausrichtung des Werkzeuges zur Schlittenfüh rung ermöglicht. Ferner ist durch das optisch beobachtbare Antasten des Außenrandes des Werkstückes an das Werkzeug und ein anschließendes Null-Setzen der dann gerade vorliegenden Relativ koordinaten die Relativlage-Ermittlung des Werkzeuges zum Werk stück vereinfacht und schneller.

Weitere sinnvolle Ausgestalltungen der Erfindung sind den Unter ansprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand des in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

In der einzigen Zeichnung ist eine Ultraschall-Bearbeitungsma schine 1 mit daran angeordneten Fernrohren 2, 2′, die im Beobach tungsbereich jeweils ein Fadenkreuz 15 aufweisen, dargestellt. Das erste, mit seiner optischen Achse in horizontaler y-Richtung (siehe kartesisches Koordinatensystem 3) ausgerichtete Fernrohr 2 ist auf einem Reiter 5 montiert, der auf einer ersten Schlitten führung 4 in x-Richtung verfahrbar ist, wobei das erste Fernrohr 2 zusätzlich noch auf dem Reiter 5 in z-Richtung verschiebbar gehaltert ist. Das zweite Fernrohr 2′, dessen optische Achse in z-Richtung ausgerichtet ist, ist über einen in x-Richtung beweg lichen Schlitten 5′ an dem Maschinenbett 6 angeordnet ist.

Desweiteren weist die Ultraschall-Bearbeitungsmaschine 1 eine parallel zur ersten Schlittenführung 4 ausgerichtete zweite Schlittenführung 4′ auf, auf der ein in x-Richtung verfahrbaren gehaltert ist. Auf diesem Arbeitsschlitten 9 ist eine Ultra schall-Bearbeitungseinheit 10, bestehend aus Ultraschallgeber 11, Sonotrode 12 und Werkzeug 8, montiert. In den Arbeitsschlitten 9 ist ein Schwenk- und Drehtisch integriert, der um zwei quer zu den beiden Schlittenführungen 4, 4′ und zueinander senkrecht stehende Verstellachsen im Winkel verstellbar ist. Da ferner das erste (2) und das zweite Fernrohr 2′ mit ihrer jeweiligen op tischen Achse senkrecht zueinander und gemeinsam orthogonal zu der Richtung der beiden Schlittenführungen 4, 4′ ausgerichtet sind, können mit ihnen die Orthogonalebenen der Schlittenfüh rungen 4, 4′ beobachtet werden. In einer anderen, nicht darge stellten Ausführungsform können jedoch auch beide Fernrohre 2, 2′ an dem Maschinenbett angeordnet sein, was insbesondere bei der Bearbeitung von stets gleichen Werkstücken 7 sinnvoll ist.

Gegenüber der Ultraschall-Bearbeitungseinheit 10 ist am Maschi nenbett 6 der Ultraschall-Bearbeitungsmaschine 1 ein Kreuztisch 13 angeordnet, auf dem seinerseits ein Werkstück 7 gehaltert ist.

Die Stirnfläche des Werkzeuges 8 und die des Werkstückes 7 können mit Hilfe des Schwenk- und Drehtisches bzw. des Kreuztisches 13 parallel zu einer Orthogonalebene der beiden Schlittenführungen 4, 4′ ausgerichtet werden. Dadurch und durch die Justierbarkeit der Fernrohre 2, 2′ kann jeweils ein Faden der Fadenkreuze 15 eines jeden Fernrohres 2, 2′ parallel und fluchtend zur Stirnseite des Werkstückes 7 ausgerichtet werden. Zur Ausrichtung des Werkzeuges 8 wird der jeweils andere Faden eines jeden Faden kreuzes 15 günstigerweise parallel und fluchtend zu einer Man tellinie des Umfanges des Werkzeuges 8 im Arbeitsbereich ausge richtet. Die beiden auf die erwähnten Ausschnitte fokussierten Fernrohre 2, 2′ ermöglichen damit, daß bei einer Anlage des Werkzeuges 8 an dem Werkstück 7 die eben erwähnten Stirnseiten in den Fadenkreuzen 15 der auf diese Stelle fokussierten Fernrohre 2, 2′ liegen, wodurch ein einfaches und schnelles Anfahren des Werkzeuges 8 an das Werkstück 7 erfolgen kann, wobei eventuelle Abweichungen der Ausrichtung des Werkzeuges 8 bzw. Werkstückes 7 beobachtbar und bis zum Moment der Anlage der beiden aneinander korrigiert werden können.

Claims

1. Ultraschall-Bearbeitungsmaschine mit einem ein Werkstück aufnehmenden Tisch und mit einem auf einer Schlittenführung linear auf den Tisch zu beweglichen Schlitten,

- wobei auf dem Schlitten eine Ultraschall-Bearbeitungseinheit bestehend aus Ultraschallgeber, Sonotrode und Werkzeug gehaltert ist,
- wobei das Werkzeug im Arbeitsbereich aus einem Schaft be steht, der am Umfang parallel zueinander verlaufende Man tellinien aufweist und
- wobei die Halterung der Ultraschall-Bearbeitungseinheit derart ausgebildet ist, daß letztere bzgl. zweier senkrecht zueinander stehender und quer zur Schlittenführung liegender Verstellachsen im Winkel verstellbar ist, derart, daß das Werkzeug parallel zur Schlittenführung ausrichtbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Ultraschall-Bearbeitungsmaschine (1) zwei ein Faden kreuz (15) aufweisende Fernrohre (2, 2′) angebracht sind, von denen je eines mit einer optischen Achse parallel zu einer Verstellachse angeordnet und auf die Mantellinie des Werkzeuges (8) ausgerichtet und fokussierbar ist, wobei die Fadenkreuze (15) jeweils parallel zur Schlittenführung (4) ausgerichtet sind.

2. Ultraschall-Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Fernrohre (2, 2′) in einer quer zu ihrer optischen Achse liegenden Ebene in wenigstens einer Richtung quer verfahrbar gehaltert ist.

3. Ultraschall-Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fernrohr (2) an der Schlittenführung (4) und das zweite Fernrohr (2′) an dem Maschinenbett (6) angeordnet ist.

4. Ultraschall-Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fernrohr (2) und das zweite Fernrohr (2′) an dem Maschinenbett (6) angeordnet ist.