DE4313754A1 - Mehrlochbohrmaschine, zum bearbeiten von plattenfoermigen werkstuecken - Google Patents

Description

Die vorstehende Erfindung betrifft eine Mehrlochbohr­ maschine zum Bearbeiten plattenförmiger Werkstücke, wie z. B. Platten, die für die Herstellung von Möbelteilen benötigt werden.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Mehrlochbohr­ maschinen bekannt geworden, die aus einem Maschinengestell bestehen, das auf horizontal angeordneten Führungen eine Anzahl verfahrbarer Wagen aufnimmt, die entlang des Maschinengestelles in bestimmter Lage angeordenbar sind.

Jeder Wagen weist Führungen auf, die mehrere Bohreinrich­ tungen aufnehmen, die entlang den Führungsschienen positionierbar sind. Die Bohreinrichtungen bestehen aus Antriebsmotoren sowie Mehrlochbohrköpfen, denen Transport­ bänder zugeordnet sind, die über den Mehrlochbohrköpfen angeordnet sind und zum Zuführen und zum lagegenauen Ausrichten der zu bohrenden Bauteile dienen.

Dank der Vorsehung eines verfahrbaren Wagens sowie der Bohreinrichtungen, die gegenüber dem Gestell der Bohrmaschine verfahrbar und in genauer Lage anordenbar sind, wird es möglich, die Mehrlochbohrköpfe genau gegenüber den zu bohrenden Platten anzuordnen, um in die plattenförmigen Werkstücke in einem Hub eine Anzahl von Bohrungen entsprechend der gewünschten Bohrbilder einzubringen.

Zur Durchführung des Bohrvorganges werden die Mehr­ lochbohrköpfe in vertikaler Richtung mit hoher Geschwindigkeit und großer Genauigkeit verfahren, um die gewünschte Vielzahl der Bohrungen präzise in die Oberfläche der Platte einzubringen. Dabei ruht die Platte auf dem Transportband, das seitlich zu den Bohrköpfen angeordnet ist.

Üblicherweise erfolgt der Arbeitshub der Mehrlochbohr­ köpfe in einer Vertikalebene unter Zuhilfenahme von Zahnstangen, die mit Zahnritzeln wirkverbunden sind und über eine angetriebene Zahnstange betätigbar sind.

Bei dieser bekannten Ausführungsform konnte der Nachteil festgestellt werden, daß eine genaue Steuerung der Vorschubbewegung der Bohreinrichtung nur schwierig zu bewerkstelligen war und die Notwendigkeit bestand, mehrere Zahnstangen und Zahnritzel zu verwenden. Dies führte zu einer aufwendigen und schweren Ausführungsform der einzelnen Bohreinrichtungen, die ferner einer ständigen Wartung bedurften, da die gattungsgemäßen Bohrmaschinen in einer Umgebung eingesetzt werden, in der ständig Holzspäne und Staub anfallen.

Um das Ausmaß der Vorschubbewegung der einzelnen Bohr­ gruppen gegenüber dem Werkstück einstellen zu können, war es bei den bekannten Bohrmaschinen notwendig, mechanische oder hydraulische Anschlagmittel vorzusehen, was zu einer wesentlichen Verteuerung der Einrichtung führte und langwierige Einstellarbeiten mit sich brachte, und zudem keine Garantie für die Genauigkeit des durchzuführenden Bohrhubes gegeben war.

Ferner wurde in den bekannten Maschinen der Nachteil festgestellt, daß jede mit einem Antriebsmotor (oder Pneumatikzylinder) ausgerüstete Mehrlochbohreinrichtung, eine gegenüber den Führungen stark abkragende Bauform aufwies. Diese Tatsache führte zu einem sehr unhandlichen Maschinenwagen, der von der Lage her einen ungünstig angeordneten Schwerpunkt aufwies mit der Folge, daß ein Verfahren des Bohrkopfes in vertikaler Ebene nur mit verminderter Geschwindigkeit möglich war; aufgrund unvermeidlicher Biegungen des Maschinengestelles, die den Mehrlochbohrkopf beeinflußte, waren Ungenauigkeiten bei der Durchführung der in den plattenförmigen Werkstoff einzubringenden Bohrungen festzustellen.

Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine neue Mehrlochbohrmaschine vorzuschlagen, die mit Mehrfachbohr­ einrichtungen und einer Anzahl von lagemäßig positionier­ baren Wagen ausgerüstet ist, wobei Verwindungen des Maschinengestelles während der Durchführung der Bohr­ arbeit vermieden werden und die erforderlichen Bohrarbeiten mit hoher Taktgeschwindigkeit und großer Genauigkeit durchführbar sind, und der mechanische Aufbau der Bohreinrichtungen wesentlich vereinfacht wird und auch die Montage der verfahrbaren Wagen, die die Mehrlochbohrköpfe aufnehmen, einfacher und kostengünstiger durchführbar wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in einer Mehrlochbohrmaschine der genannten Art dadurch gelöst, daß der verfahrbare Wagen C-förmige Gestalt aufweist und die senkrecht angeordneten Arme des C-förmigen Körpers Führungssäulen aufnehmen, die mit hochgenauen Antriebs­ spindeln verbunden sind und die freien Enden der Führungs­ säulen durch ein Joch verbunden sind, das veschiebbar die Mehrlochbohreinheiten aufnimmt und die Antriebsmotoren in dem Raum angeordnet sind, der durch den C-förmig aus­ gebildeten Wagen und das Führungsjoch begrenzt ist.

Mit einer Bohreinheit dieser Art wird der Vorteil erzielt, daß der verfahrbare Wagen sehr leicht ausgebildet ist und von der Schwerpunktlage her sehr ausgewogen ist, wobei der Schwerpunkt ungefähr in der Mitte des Wagens zu liegen kommt.

Die Bohreinheiten oder Bohrköpfe sind nicht mehr in abkragender Stellung auf den Führungsschienen angeordnet, und dadurch können unerwünschte Durchbiegungen vermieden werden, was zu größerer Genauigkeit bei der Durchführung der Bohrarbeiten am Werkstück führt. Ferner, durch Vorsehen von hochpräzisen Führungssäulen, die fast über ihre gesamte Längenerstreckung geführt werden, wird es möglich, die Mehrlochbohrköpfe sehr genau und schnell während des Bohrhubes zu verfahren.

Dank der Vorsehung von hochpräzisen Bauteilen, wie z. B. Kugelumlaufspindeln, die mit den Führungssäulen wirkverbunden sind, wird es möglich, ein genaues Antriebssystem zu schaffen, daß fast ohne Spiel und mit verminderter Trägheit arbeitet und gesamthaft durch bewährte Antriebsmittel betätigbar ist, die keine besondere Wartung benötigen.

Der Erfindungsgegenstand wird nun genauer beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 den verfahrbaren Wagen einer Mehrlochbohrmaschine mit zwei Bohreinheiten, die teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Detail der Führungssäule mit der zugeordneten Kugelumlaufspindel und dem Antriebsmotor.

Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, weist das Gestell der Bohrmaschine in Bodennähe eine sich in Horizontalrichtung erstreckende Führung 1 auf, die unter Vorsehung von Rollenlagern 2 eine Anzahl von verfahrbaren Wagen 3 aufnimmt, die in bekannter Weise auf Führungsschienen verfahrbar und in ihrer Lage festlegbar sind.

Der Wagen 3 besteht aus einem Gehäuse 4, das in vorteilhafter Weise aus Aluminium (Grauguß oder Schweißkonstruktion) hergestellt ist und C-förmige Gestalt aufweist. Das Basisteil 4a des C-förmigen Körpers ist parallel zur Führung 1 angeordnet und die Arme 4b und 4c des C-förmigen Körpers stehen nach oben ab.

In die Armee 4b und 4c sind Bohrungen 5 und 6 eingebracht, die jeweils eine Lagerbuchse 7, 8 aufnehmen. Die Lagerbuchsen 7 und 8 sind in vorteilhafter Weise aus Sintermaterial hergestellt und weisen hohen Widerstand gegen mechanische Abnutzung auf. Ferner weisen die Buchsen sehr gute Gleiteigenschaften auf. Die hochpräzise ausgeführten Lagerbuchsen 7, 8 sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt uund können in selbstschmierender Ausführung dank der Einlagerung von Graphitpartikeln ausgeführt sein oder die Lagerbuchsen weisen bekannte herkömmliche Schmiereinrichtungen auf.

Jede Lagerbuchse 7, 8 nimmt verschiebbar und mit sehr präziser Verbindung eine Führungssäule 9 bzw. 10 auf. Die Führungssäulen 9, 10 sind in vorteilhafter Weise aus Stahl gefertigt und weisen eine gehärtete und geschliffene Oberfläche auf, um somit mit den Lagerbuchsen 5 und 6 eine präzise Verbindung zu schaffen.

Die Länge der Lagerbuchsen 5 und 6 ist so gewählt, daß die Führungssäulen 9 und 10 über ihre gesamte Längen­ erstreckung abgedeckt sind, womit größtmögliche Führungsgenauigkeit während der relativ kurzen Bohrhübe der Führungssäulen 8 und 9 in Richtung des Pfeiles f erzielbar ist.

Jede Führungssäule 5, 6 weist eine Axialbohrung 11 und 12 auf, und in die Bohrungen 11 bzw. 12 ist eine Gewindespindel 13, 14 eingesetzt.

Um die Führungsgenauigkeit weiter zu verbessern, ist die Gewindespindel 13, 14 in vorteilhafter Weise als Kugelumlaufspindel ausgebildet, dies ist schematisch durch die Darstellung der Kugelführungseinrichtungen 15 und 16 verdeutlicht, diese Vorrichtungen sind im unteren Teil der Führungssäule 5 und 6 angeordnet.

Das untere Ende jeder Gewindespindel 13, 14 ist mit einem Zahnrad 17 und 18 wirkverbunden und die Zahnräder 17 und 18 sind mit einem Antriebsmittel verbunden. Im vorliegenden Fall, aufgrund der geforderten Genauigkeit, wurde als Antriebsmittel ein Zahnriemen 19 gewählt.

Unter dem Zahnrad 18 ist ein weiteres Zahnrad 20 angeordnet, das ebenfalls über einen Zahnriemen 21 über einen steuerbaren Motor, in vorteilhafter Weise einem Gleichstrommotor, antreibbar ist. Dem Gleichstrommotor ist ein bekannter Transduktor oder Encoder 23 oder ein ähnlich arbeitendes Lageerfassungsmittel zugeordnet. Der Motor 22 und der Encoder 23 sind in bekannter Weise mit NC-Steuerungseinrichtungen, die zentralisiert in der Maschine angeordnet sind, wirkverbunden. NC-Steuerungseinrichtungen sind vom Stand der Technik her bekannt und bedürfen keiner weiteren Beschreibung.

Die oberen Enden der Führungssäulen 5 und 6 sind durch ein horizontal angeordnetes Führungsjoch 24 verbunden, das beispielsweise als Führungsschiene mit einer schwalben­ schwanzförmigen Öffnung ausgebildet ist. Die Führung 24 nimmt verschiebbar (Pfeil g) Mehrlochbohreinheiten auf, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 25 gekennzeichnet sind.

Jede Bohreinheit besteht aus einem Motor 26, der mit dem Mehrlochbohrkopf 27 wirkverbunden ist. Der Mehrlochbohrkopf ist auf der zum Werkstück P hin gerichteten Seite mit einer Anzahl von Bohrwerkzeugen 28 ausgerüstet. Das zu bohrende Werkstück, z. B. eine Platte P, die für die Fertigung von Möbelstücken benötigt wird, wird in herkömmlicher Weise der Maschinen zugeführt und gegenüber den Bohrköpfen 27 unter Verwendung von Förderbändern 29 lagegerecht positioniert. Die Förderbänder 29 werden auf bekannten Führungen gelagert und über bekannte Antriebseinrichtungen angetrieben, die mit dem Gehäuse des verfahrbaren Wagens 3 wirkverbunden sind.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Mehrlochbohr­ maschine ist folgende:

Die Wagen 3 werden auf den Führungen 2 des Maschinen­ gestelles 1 entsprechend dem gewünschten Bohrprogramm lagemäßig angeordnet. Im Anschluß daran werden auch die Bohreinheiten 25 mit den Bohrköpfen 27 lagerichtig auf den Führungsjochen 24 angeordnet und in ihrer Arbeitsstellung festgelegt.

Nach Zuführung und genauer Lageanordnung der Platte P gegenüber den Werkzeugen 28 wird der Motor 22 betätigt und über die Zahnriemen 21 und 19 wird die Kugelumlauf­ spindel 13, 15, 14, 16 in Drehbewegung versetzt, was zu einer nach oben gerichteten Bewegung der Führung 24 zusammen mit den Motoren 25, den Bohrköpfen 27 und den Werkzeugen 28 führt - somit werden in die Platte P die gewünschten Bohrungen eingebracht.

Dank der Vorsehung eines Encoders 23 kann der Motor 22 mit Präzision gesteuert werden. Somit ist auch der Arbeits­ schub (Pfeil f) der Bohrköpfe 28 und die Tiefe der zu erzeugenden Bohrungen überwachbar.

Die Vorschubbewegung der Bohrköpfe 27 erfolgt mit größtmöglicher Genauigkeit und mit hoher Geschwindigkeit ohne Verformung der Maschinenteile. Dies ist möglich, da erfindungsgemäß keine abkragenden Bauteile verwendet werden, die gegenüber den jochartigen Führungen 24 abstehen. Neben dem Fehlen von Durchbiegungen des Führungsjoches wird ein sehr handlicher und von der Gewichtsverteilung her ausgeglichener Wagen geschaffen, der den Schwerpunkt in der Wagenmitte aufweist.

Dank der Vorsehung von Lagerbuchsen 7 und 8, die gegenüber der durchzuführenden Vorschubbewegungen (f) sehr lang ausgeführt sind, wird ein gleichmäßiger und genauer Hub der Bohrköpfe 27 erzielt, sobald die Präzisionsspindeln 13 und 14 angetrieben werden. Die Antriebsmittel sind einfach ausgebildet und daher zuverlässig und können rasch montiert und gepflegt werden.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, kann die Maschine mit einer Anzahl von Näherungsschaltern (S) ausgerüstet werden, die über einen Hilfskörper (C) beeinflußbar sind, der an einer Stange montiert ist, die verschiebbar im Maschinengestell gelagert und mit dem Joch 24 verbunden ist. Durch diese Lösung und den Einsatz einer NC-Steuereinheit wird es möglich, die Endlage des Joches 24 bzw. das Ausmaß der von den Bohreinheiten 27 und 28 durchführbaren Hubbewegung zu überwachen.

Claims (8)

1. Mehrlochbohrmaschine zum Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken (P), mit einer Anzahl von Mehrlochbohrköpfen (27), die in einem Wagen (4) angeordnet sind, der gegenüber dem Maschinengestell (1) in seiner Lage festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) C-förmige Gestalt aufweist und die senkrechten Arme (4b, 4c) des C-förmigen Wagens (4) Führungssäulen (9, 10) aufnehmen, die mit hochgenauen Antriebsspindeln (13, 14) wirkverbunden sind, daß die freien Enden der Führungssäulen (9, 10) mit einem Joch (24) verbunden sind, welches in ihrer Lage festlegbare Mehrlochbohrköpfe (27) aufnimmt und die Antriebsmotoren (26) der Mehrlochbohrköpfe (27) in dem Raum angeordnet sind, der vom C-förmigen Wagen (4a, 4b, 4c) und dem Joch (24) begrenzt wird.

2. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Arme (4b, 4c) des C-förmigen Wagens (4) Bohrungen (5, 6) eingearbeitet sind, die Lagerbuchsen (7, 8) aufnehmen und daß jede Lagerbuchse (7, 8) verschiebbar und mit hochpräziser Führung eine Führungssäule (9, 10) aufnimmt.

3. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (5, 6) die gesamte Länge der Führungssäule (9, 10) abdecken.

4. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungssäule (9, 10) eine Längsbohrung (11, 12) aufweist und jede Längsbohrung (11, 12) eine mit einem Gewinde versehene Antriebsspindel (13, 14) aufnimmt.

5. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (13, 14) als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist, die am Unterteil (9, 10) der Säule mit einer Kugelführung (15, 16) wirkverbunden ist.

6. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kugelumlaufspindel (13, 14) mit einem Zahnrad (17, 18) wirkverbunden ist, das über einen Zahnriemen (19, 21) antreibbar ist.

7. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelumlaufspindeln (13, 14) von einem steuerbaren Motor (22) antreibbar sind, der mit einem Lageanzeigegerät, wie einem Encoder (23), wirkverbunden ist.

8. Mehrlochbohrmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (4) Näherungsschalter (S) aufnimmt, die mit einer NC-Steuereinheit wirkverbunden sind und das Joch (24) mit einer einstellbaren Stange wirk­ verbunden ist, die mit einem Hilfskörper (C) zum Beeinflussen der Näherungsschalter (S) ausgerüstet ist.