DE4402846A1 - Automatische Maschine mit offenem Aufbau, die in eine Maschine mit geschlossenem Aufbau umwandelbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Werkzeugmaschine mit offenem Aufbau, die in eine Werkzeugmaschine mit geschlossenem Aufbau, wie z. B. eine Gantry-Maschine, oder in eine bewegliche Auslegermaschine umgewandelt werden kann, wobei der ursprüng­ liche Aufbau wiederhergestellt werden kann, wenn es erforder­ lich ist.

Dies ist eine Maschine von der Art, umfassend eine Spur, längs der ein aufrechtstehender Ständer mit einem Ausleger läuft (Achse X). Eine Halterung, die eine Büchse aufnimmt, läuft längs des Auslegers (Achse Y), und ein Arbeitskopf ist an der Büchse befestigt, der längs einer senkrechten Achse orthogonal zu der vorhergenannten verläuft (Achse Z).

Die Maschine ist so ausgebildet, daß ein Verbindungselement mit Gleitschuhen an das Ende des beweglichen Auslegers zusam­ men mit einem Hilfsmotor (falls erforderlich) angepaßt werden kann, um das Ende des Auslegers mit einem Aufbau zu verbinden, der auch einen Teil der Erfindung darstellt und aus einer mo­ nolithischen Strebe mit einer Führung besteht, längs der das Verbindungselement, das an dem Ausleger befestigt ist, ver­ läuft.

Als Teil der Erfindung ist ein Sitz zum aufrechten Aufbau der beweglichen Struktur für das Einfügen von geeigneten Gegenge­ wichten ausgebildet, um das Gewicht der vorstehenden Teile auszugleichen, um die Verformung des Aufbaus zu begrenzen, wenn die Maschine in der offenen Konfiguration verwendet wird.

Eine Maschine mit offenem Aufbau ist aus der Anmeldung Nr. PC91 U 000002 vom 21. Januar 1991 bekannt, die von dem selben Anmelder eingereicht wurde; eine Seitenansicht dieser Maschine ist in Fig. 1 gezeigt.

Diese Maschine umfaßt eine Basis 1 mit einem Paar von Führun­ gen 2, längs derer sich ein Aufbau bewegt, umfassend einen aufrechtstehenden Ständer 3 mit einem vorstehenden Ausleger. Längs dieses Auslegers läuft eine Halterung 5 einer Büchse 6, die an einen Arbeitskopf mit einigen Freiheitsgraden angepaßt ist, der mit einem elektrischen Spannfutter mit Verbindungs­ element zum Austausch von Werkzeugen ausgestattet ist.

Dies beschreibt den Stand der Technik von heute.

Es gibt jedoch Situationen, bei denen es zweckmäßig wäre, eine Maschine mit geschlossenem Aufbau zu haben, wie z. B. eine be­ wegliche Auslegermaschine, d. h., eine mit einem Ausleger, der sich längs eines Paares von Schienen bewegt und die werkzeug­ haltende Büchse trägt, oder eine Gantry-Maschine, bei der ein Gantry-Aufbau bzw. ein Rollengerüst oder ein Montageturm sich längs eines Paares von Schienen bewegt und immer eine Büchse mit dem Arbeitskopf hält.

Viele Firmen brauchen für die meisten Anwendungen eine Maschi­ ne mit offenem Aufbau, aber in manchen Fällen wäre es zweck­ mäßig, wenn man eine Maschine mit geschlossenem Aufbau hätte, obwohl dieser Bedarf nicht so häufig auftritt, daß sich die Kosten der Anschaffung einer zweiten Maschine rechtfertigen würden.

Um dieses Problem zu lösen, bietet die Erfindung eine automa­ tische Werkzeugmaschine mit offenem Aufbau an, die in eine Werkzeugmaschine mit geschlossenem Aufbau umgewandelt werden kann, wie z. B. eine Gantry-Maschine, durch Anpassen eines Ver­ bindungselementes an das freie Ende des Auslegers und Positio­ nieren eines monolithischen Aufbaus, in den eine Führung ge­ schnitten ist, längs der das Verbindungselement läuft, das an den Ausleger angepaßt ist. Das Verbindungselement kann mit einem unabhängigen Motor ausgestattet sein.

Die Erfindung wird nun im Detail anhand der Zeichnungen be­ schrieben, in denen:

Fig. 1 schematisch die Seitenansicht einer Maschine mit offenem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung dar­ stellt,

Fig. 2 die Maschine zeigt, die von einem offenen Aufbau in einen geschlossenen Aufbau umgewandelt ist, wobei der hinzugefügte Aufbau, der die Verwendung als Ma­ schine mit geschlossenem Aufbau erlaubt, im Teil­ querschnitt dargestellt ist,

Fig. 3 der Querschnitt längs der Linie K-K aus Fig. 2 ist,

Fig. 4 der Querschnitt längs der Linie A-A aus Fig. 3 ist,

Fig. 5 eine Detailansicht von oben aus Fig. 4 ist,

Fig. 6 ein Querschnitt längs der Linie B-B aus Fig. 7 ist,

Fig. 7 eine Ansicht des Verbindungselementes ist, das an den Ausleger angepaßt ist, um ihn an den zusätz­ lichen Aufbau entsprechend dem Querschnitt längs der Linie D-D aus Fig. 5 anzupassen, und

Fig. 8 und 9 Querschnitte längs der Linien E-E und F-F aus Fig. 7 jeweils sind.

Mit Bezug zu Fig. 1 umfaßt die Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine Basis bzw. Grundplatte 1, auf der das Arbeits­ stück liegt; diese Basis hat ein Paar von Führungen 2, längs derer sich ein Aufbau bewegt, umfassend einen aufrechtstehen­ den Ständer 3 und einen vorstehenden Ausleger 4 (Achse X).

Eine Halterung 5 einer Büchse 6 läuft längs dem Ausleger 4 (Achse Y). Die Büchse ist mit einem Arbeitskopf 7 versehen, der einige Freiheitsgrade hat und ist mit einem elektrischen Spannfutter zum Austauschen eines Werkzeuges ausgerüstet (Ach­ se Z). Die Büchse bewegt sich senkrecht bezüglich der Halte­ rung 5.

Mit Bezug zu Fig. 2 sieht die Erfindung einen Aufbau 8 vor, um die Maschine in eine entsprechende Maschine mit geschlossenem Aufbau umzuwandeln, der nahe an dem freien Ende des Auslegers 4 angeordnet wird, welcher mittels einer Verbindungseinrich­ tung an dem Aufbau anliegt. Der Verbindungsaufbau ist mit der Nummer 9 bezeichnet und ist an das Ende des Auslegers 4 be­ festigt und greift in eine Führung ein, die auf dem Aufbau 8 angeordnet ist.

Diese Teile werden nun genauer mit Bezug zu den übrigen Figu­ ren beschrieben.

Fig. 3 zeigt den zusätzlichen Aufbau, umfassend eine Basis 10 mit einer Anzahl von aufrechtstehenden Ständern 11 und einem oberen Träger 12, der aus einem einzigen Stück besteht oder vorgefertigt ist, um einen monolithischen Aufbau vorzusehen, in den die Führungen geschnitten sind, längs derer das Verbin­ dungselement 9 läuft.

Gemäß dem Stand der Technik bezüglich der Herstellung von Füh­ rungen für Halterungen und Ausleger, wenn das Fundament bzw. die Grundlage vorbereitet ist, werden die Pfeiler, die die Laufbahn der Maschine unterstützen, eingebaut, ein anfängli­ ches Ausnivellieren wird ausgeführt, die Spur oder Führung gelegt, ihre Geradlinigkeit überprüft und all die notwendigen Einstellungen ausgeführt, um einen perfekten geraden und waag­ rechten Weg zu erzeugen.

All diese Vorgänge sind jedoch kompliziert und nehmen eine Menge Zeit in Anspruch.

Falls andererseits die unterschiedlichen Teile, die den Aufbau bilden, vorgefertigt sind, und die erforderliche Präzisionsbe­ arbeitung zum Schneiden der Maschinenführungen in den oberen Trägern in einer Werkstatt ausgeführt wurde, und wenn der Zu­ sammenbau der Vorfertigung abgeschlossen ist, können viele der oben beschriebenen Vorgänge beseitigt werden, und der Aufbau kann leicht nach der Vorbereitung des notwendigen Fundaments installiert werden.

Der Träger 12 kann beispielsweise ein kastenförmiger Balken sein, wie er im Querschnitt in Fig. 4 gezeigt ist, an den eine Führung 13 befestigt ist, längs der ein Paar von Gleitschuhen läuft, die an ein Verbindungselement 9 angepaßt sind, das wie­ derum an das Ende des Auslegers 4 befestigt ist (z. B. durch Bolzen).

Falls eine Maschine mit einem einzigen Motor ausreichend ist, wird das Verbindungselement 9 nur Gleitschuhe 14 umfassen, die längs der Führung 13 laufen. Falls eine Maschine mit Zwil­ lingsmotor erforderlich ist, wird das Verbindungselement 9 auch den Motor mit seiner Antriebsausrüstung enthalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auch eine Zahnstange 15, die mit einem Zahnrad 16 in Eingriff steht, das von einem Motor 17 (Fig. 5) über ein Getriebe ange­ trieben wird, an dem Träger 12 befestigt.

Sowohl der Motor 17 als auch das Getriebe sind auf dem Verbin­ dungselement 9 angeordnet, das an dem Ende des Auslegers be­ festigt ist. In Übereinstimmung mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 6 bis 8 darge­ stellt ist, wird die Bewegung des Motors 17 über einen Riemen 19 und eine Riemenscheibe 20 auf eine Schnecke 21 übertragen, die sich längs einer Kugelumlaufspindel 22, die auf den Halte­ rungen 23 angepaßt ist, die wiederum auf dem Träger 12 be­ festigt sind, befindet.

Die Linien 24 zeigen einen Faltenbalg an, der an dem Verbin­ dungselement 9 befestigt ist, um die Teile, die mit dem Träger verbunden sind, zu schützen.

Nr. 25 bezeichnet einen Grenzpuffer für das Verbindungselement 9.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 1 enthält der aufrechtste­ hende Ständer 3 einen markierten Bereich 30, der vorgesehen ist, um einen Satz von Gegengewichten 32 aufzunehmen, die zum Ausgleichen der vorstehenden Teile und insbesondere zum Aus­ gleichen des Gewichts des Auslegers und der Büchse dienen.

Um diesen Zweck zu erreichen, ist der Motor des beweglichen Teils der Maschine in der Basis des aufrechten Ständers ange­ ordnet (wo er schematisch dargestellt und mit der Nr. 31 mar­ kiert ist), um den Raum oder Bereich 30 freizuhalten.

Dieses System vermindert eine elastische Verformung des Auf­ baus.

Wie es aus der nachfolgenden Beschreibung klar wird, bietet die Maschine gemäß der Erfindung zahlreiche Vorteile, so ist es das erste Mal möglich, eine Maschine herzustellen, die von einer Konfiguration mit offenem Aufbau in eine Konfiguration mit geschlossenem Aufbau umgewandelt werden kann.

Insbesondere aus der Tatsache, daß der zusätzliche Aufbau aus einem einzigen Stück ausgebildet ist, in den die Auslegerfüh­ rungen danach geschnitten werden, wodurch es leicht zusammen­ gebaut werden kann durch Positionieren auf der zweckentspre­ chend erstellten Basis, ergeben sich eine Vielzahl von Vortei­ len gegenüber einer möglichen alternativen Konstruktionsweise, wobei ein zusätzlicher Halteaufbau hinzugefügt ist, der in der herkömmlichen Art und Weise ausgebildet ist. Das letztere System würde das Messen der Höhe des aufrechten Ständers um­ fassen, Einfügen von Abstandsscheiben, Überprüfen, daß die Spur nach dem Zusammenbau perfekt geradlinig und waagrecht ist, und Ausführen der notwendigen Einstellungen, um die sich ergebenden Abweichungen zu kompensieren.

Das Verbindungselement zwischen dem Ausleger und dem zusätzli­ chen Aufbau, der sowohl mit einem unabhängigen Motor als auch mit Gleitschuhen versehen werden kann, die ihn auf dem Aufbau halten, macht die Maschine äußerst vielseitig, da sie von ei­ ner Maschine mit offenem Aufbau in eine Maschine mit geschlos­ senem Aufbau mit einem einzigen Motor oder einer Maschine mit geschlossenem Aufbau mit einem Zwillingsmotor umgewandelt wer­ den kann.

Ein Fachmann auf diesem Gebiet könnte auch diverse Abwandlun­ gen und Veränderungen ableiten, die alle unter den Schutzbe­ reich dieser Erfindung fallen.

Claims (9)

1. Automatische Werkzeugmaschine mit offenem Aufbau von der Art, umfassend einen aufrechtstehenden Ständer (3), der sich längs einer Spur (2) (Achse X) bewegt und an einer Basis (1) befestigt ist, wobei der aufrechtstehende Stän­ der einstückig mit einem vorstehenden Ausleger (4) ausge­ bildet ist, längs dessen sich eine Halterung (5) einer Büchse (6) bewegt (Achse Y), die sich längs einer Achse senkrecht zu der vorhergehenden Achse bewegt (Achse Z), wobei die Werkzeugmaschine dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen zusätzlichen Aufbau (8) hat, der ausgebil­ det ist, um an der offenen Seite der Werkzeugmaschine angeordnet zu werden und mit einem Verbindungssystem (9) versehen ist, das längs dieses Aufbaues gleitet, wobei das Verbindungssystem zum Verbinden des freien Endes des Auslegers (3) ausgebildet ist, um so eine Portal-Maschine vorzusehen.

2. Automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Aufbau (8) ein Gitteraufbau ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Aufbau (8) ein im voraus zusammenge­ setzter monolithischer Aufbau ist.

4. Automatische Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (9) eine Ausrüstung zum nume­ rischen Steuern des Motors enthält, um das Verbindungs­ element entlang dem zusätzlichen Aufbau (8) zu bewegen.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorausrüstung aus einem Motor besteht, der ein umlaufendes Kugelstellglied antreibt.

6. Automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorausrüstung aus einem Motor besteht, der über ein Getriebe ein Zahnrad antreibt, das mit einer Zahn­ stange in Eingriff ist, die auf dem zusätzlichen Aufbau befestigt ist.

7. Automatische Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Träger des zusätzlichen Aufbaus Führungen (13) enthält, längs derer das Verbindungselement (9) ver­ läuft.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der aufrechtstehende Ständer (3) des beweglichen Auf­ baus ein Gehäuse (30) enthält, in das Gegengewichte an­ geordnet werden, um das Gewicht des Aufbaus auszugleichen und seine Verformung zu begrenzen.

9. Automatische Werkzeugmaschine, wie sie in der Beschrei­ bung und den Figuren dargestellt ist.