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Koordinatenbohrmaschine Es ist bekannt, die Schlitten von Koordinatenbohrmaschinen
mit Hilfe von Mikroskopeinrichtungen, die mit Längenmaßstäben zusammenwirken, auf
einen gewünschten Maßabstand einzustellen. Hierbei wird unbestritten eine hohe Einstellgenauigkeit
erreicht, jedoch beansprucht die Schlitteneinstellung, da sie von Hand erfolgt,
verhältnismäßig viel Zeit.
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Man hat auch schon Koordinatenbohrmaschineri mit einem Kraftantrieb
für eine schnelle Schlittenverstellung, vornehmlich zum Ausrichten des Werkstückes,
nach einem Grobmaßstab ausgerüstet. Diese Maschinen besaßen jedoch keine Mikroskopeinrichtung,
vielmehr wurde eine Gewindespindel in Verbindung mit Meßtrommel und Nonius zur Genauigkeitseinstellung
des Schlittens benutzt. Nun ist an und für sich schon. eine Gewindespindel kein
für die Dauer verläßlich genaues Verstellglied, da sie Verschleiß und mechanischen
Beanspruchungen unterworfen ist. Diese ungünstigen Erscheinungen werden aber durch
die Kupplung mit einer Kraftquelle, wie Elektromotor o. dg., noch verstärkt, so
daß eine derart ausgebildete Koordinatenbohrmaschine zwar rasche Einstellzeiten
ermöglicht, jedoch sehr bald nicht mehr die geforderten Genauigkeitsansprüche zu
erfüllen vermag.
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Es ist ferner bereits ein nach Koordinaten einstellbarer Schlitten
bekannt, der auf einem besonderen, Bett untergebracht in eine beliebige Bohrmaschine
eingeordnet werden kann. Die Verstellung des Schlittens erfolgt elektrisch und seine
Stillsetzung vermittels elektrischer Kontaktanschläge, von denen jeweils der eine
an dem über einem Längenmaßstab einstellbaren Nonius und der andere fest am Schlitten
befestigt ist. Die Einstellung des Nonius erfolgt von Hand mit Hilfe eines Vergrößerungsglases.
Die Bestimmung der Tischverschiebung durch elektrische Kontaktanschläge ist jedoch
nicht genau genug und auch nicht immer verläßlich, da der Mechanismus häufig Störungen
unterworfen ist. Die Einstellung-des Maßabstandes mit Nonius aber muß als unzulänglich
angesehen werden.
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Die Erfindung bezweckt nun, eine Koordinatenbohrmaschine zu schaffen,
welcher die Vorzüge der vorbeschriebenen. Ausführungen anhaften, ohne daß ihre Nachteile
in Erscheinung treten können. Sie besteht darin, daß das rasche Verstellen des Werkzeug-bzw.
Werkstückschlittens auf ungefähren Maßabstand durch Kraftantrieb nach einem mit
dem Antrieb gekuppelten Anzeigegerät und die anschließende Feineinstellung von Hand
nach einem von dem Anzeigegerät für die Grobverschiebung gesonderten Längenmaßstab
unter Beobachtung desselben durch ein Mikroskop mit einem im optischen System befindlichen
Strichbild erfolgt.
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Eine so ausgebildete Koordinatenbohrmaschine, die unabhängig ist von
der Genauigkeit eines Veränderungen unterworfenen Schlittenverstellgliedes, ermöglicht
eine hohe Einstellgenauigkeit bei einem Mindestaufwand. an Zeit für die Einstellung._
Als
Anzeigegerät für die Grobverstellung wird erfindungsgemäß besonders vorteilhaft
ein Zählwerk vorgesehen, welches mit der Antriebseinrichtung für den Schlitten verbunden
ist und dessen Verschiebeweg anzeigt. Ist der Schlitten entsprechend der Maschinenbauart
in der Längs- und Ouerrichtung verschiebbar, so werden zwei Zählwerke vorgesehen.
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Das oder die Zählwerke werden am Bedienungsstand der Maschine angeordnet,
ebenso das oder die Fernrohre der Mikroskopeinrichtungen. Dadurch kann der Bedienungsmann
ohne wesentlichen Standortwechsel sowohl die Grob- als auch die Feineinstellung
des Schlittens bewirken. Der Schlittenvorschub wird durch den Kraftantrieb vorzugsweise
über ein Geschwindigkeitswechselgetriebe beliebiger Art bewirkt, so daß auf der
Maschine auch Fräsarbeiten ausgeführt werden können.
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Außer den Mikroskopfernrohren sind auch die Steuer- und Schaltgriffe
für die Grob-und Feineinstellung sowie die Schaltgriffe für verschiedene Tischgeschwindigkeiten
am Bedienungsstand angeordnet, so daß alle für die Schlitteneinstellung maßgeblichen
Teile dicht beieinanderliegend zu einer Bedienungseinheit zusammengefaßt sind.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
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Fig. i zeigt die Ansicht einer Koordinatenbohrmaschine von der Seite.
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Fig. 2 ist eine teilweise Vorderansicht nach Fig. 1.
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Fig.3 ist eine Draufsicht auf den Bedienungsstand. ' Fig. q. zeigt
in schematischer Darstellung den Antrieb für einen nach Recht@vinkelkoordinaten
verstellbaren Werkstückschlitten.
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Fig. 5 zeigt im Schema die Anordnung der optischen Geräte für die
Feineinstellung des Schlittens.
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Fig.6 ist ein Querschnitt durch den @Verkstückschlitten mit Unterschlitten
und Maschinenbett.
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Die dargestellte Kaordi:natenbohrmaschine besitzt im wesentlichen
den folgenden Aufbau: Auf dem Maschinenbett i erhebt sich der Ständer 2, welcher
an seinem oberen Teil den höhenverstellbaren Bohrkopf 3 trägt. Der Antrieb der Bohrspindel
4. erfolgt durch einen in dem Ständer untergebrachten, auf der Zeichnung nicht sichtbaren
Elektromotor über ein in dein Getriebekasten 5 befindliches Getriebe in verschiedenen
Geschwindigkeitsstufen. Auf dem Maschinenbett i. ist auf zwei Flachführungen 6,
7 mit rollender Reibung und der Gradführung 8 mit gleitender Reibung der Unterschlitten
9 quer verschiebbar. Er besitzt auf seinem oberen Teil Längsführungen io, 11, 12
in der gleichen Ausbildung, jedoch um 9o° versetzt, auf denen der Werkstückschlitten
13 verschiebbar ist. Der Schlitten 13 ist somit nach Rechtwinkelkoordinaten einstellbar
geführt.
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Die Einstellung des Werkstückschlittens 13 geschieht auf folgende
Art: In dem am vorderen Teil des Maschinenbettes, d. h. am Bedienungsstand, befindlichen
Gehäuse 14 ist das Antriebsglied für die Schlittenverstellung sowie ein noch näher
zu beschreibendes, als Hilfsvorrichtung dienendes Getriebe untergebracht. Ferner
sind auf dem Gehäuse 14. Schalthebel und die zur Überwachung der Schlittenbewegungen
vorgesehenen Hilfseinrichtungen angeordnet. Der Antriebsmotor 15 für die rasche
Grobverschiebung des Werkstückschlittens 13 treibt über ein Schneckengetriebe 16,
17 auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe (Fig. 4). Dieses besteht zunächst aus
den Zahnrädern 18, i9, welche auf der mittels Handgriff 2o längs verschiebbaren
Welle 2i sitzen. Das die Weile 2i antreibende Schneckenrad ist drehbeweglich, aber
axial unverschieblich gelagert. In der in der Zeichnung angegebenen Getriebestellung
ist das Zahnrad 18 mit dem Zahnrad z2 in Eingriff gebracht, welches auf der unverschieblich
gelagerten Welle 23 sitzt. Auf der Welle 23 sitzen ferner auf einer gemeinsamen
Nabe die Zahnräder :24 und 25. Das Zahnrad 25 trägt auf seiner Stirnseite Kupplungsklauen
26, die mit den Gegenklauen einer auf der von der Welle 23 getrennten Welle 27 sitzenden
Kupplungsmuffe 28 in Eingriff gebracht werden können. Die Welle 27 ist mit Keilnuten
versehen, so daß sich die Antriebsschnecke 28 je nach den Stellungen des Unterschlittens
darauf verschieben kann. Die Schnecke 28 steht mit einem Schneckenrad 29 in Eingriff.
Dieses sitzt auf der Welle 30, welche in dem Unterschlitten 9 gelagert ist und an
ihrem oberen Ende ein Zahnritzel 31 trägt, das mit der mit dem Werkstückschlitten
13 verbundenen Zahnstange 32 in Eingriff steht. Das Zahnrad 24 kämmt mit einem in
denn Gehäuse 14. unverschieblich gelagerten, auf der Welle 35 frei drehbaren Zahnrad
33, welches an seiner Stirnseite Kupplungsklauen 3:a. besitzt, die mit den Gegenklauen
einer mit der Welle 35 auf Drehung verbundenen verschiebbaren Schaltmuffe 36 in
Eingriff gebracht werden können. Die Welle 35 bewirkt die Querbewegung des Schlittens.
13, indem sie über ein Schneckengetriebe 37, 38 und ein Zahnstangengetriebe 39,
do auf den Unterschlitten 9 treibt. Das Schneckenrad 38 ist auf einer im Maschinenbett
i gelagerten Welle
.41 befestigt, die gleichzeitig das mit der Zahnstange
4o in Eingriff stehende Zahnritzel 39 trägt. Längs- und Querbewegung des Werkstückschlittens
13 können nach Belieben gleichzeitig oder getrennt voneinander erfolgen, je nach
der Stellung der durch die Schalthebe142, .a.3 zu bewegenden Kupplungsmuffen 28,
36.
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Bei der gezeichneten Getriebestellung erfolgt die Tischbewegung mit
langsamer Geschwindigkeit. Wird das Zahnrad i9 durch Verschieben der Welle 21 mit
dem Zahnrad 25 in Eingriff gebracht, so erfolgt die Schlittenverstellung im schnellen
Gang. Verschiedene Geschwindigkeiten können durch Auswechseln des Zahnrades 18 erreicht
werden. Auf den Antriebswellen 27, 35 für die Längs-und Querbewegung des Schlittens
13 sitzen die Kegelräder 44 bzw. 45, welche über Kegelradtrieblinge die Zählwerke
Z1 und Z' in Betrieb setzen. Das ZählwerkZ1 wird von dem Kegelrad .4d. über die
Kegelradtrieblinge .16, 4.7, 48 angetrieben und das Zählwerk ZZ von dem Kegelrad
45 über die Kegelradtrieblinge 4.9, 50, 51. Die Zählwerke, die in bekannter Ausführung
gehalten sind, geben unmittelbar den Betrag der Grobverschiebung des Schlittens
an. Sie sind am Bedienungsstand angeordnet. Zur Bestimmung der Schlittenverschiebung
sind ferner Längenmaßstäbe 52 und 53 vorgesehen, die mit den optischen Geräten 5.4
und 55 zusammenwirken.
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Das optische Teilbild der Längenmaßstäbe wird in bekannter Weise unter
Zuhilfenahme einer Beleuchtungseinrichtung über Linsen und Prismen, die in den Gehäusen
54a bzw. 55" untergebracht sind, in das Sehfeld des Okulars 54 bzw. 55 übermittelt.
Der Strahlengang geht dabei durch die Rohre 5,1.U bzw. 55l'. Diese können jedoch
auch fortgelassen werden. Der Strahlengang geht dann von dein Objektiv 54.a unmittelbar
durch den Raum in das Fernrohr 54 und bei der anderen optischen Einrichtung von
55a nach 55. Die an sich beliebigen Längenmaßstäbe sind in dem gezeigten Beispiel
von zylindrischer Gestalt und besitzen eine schraubenlinige Teilung auf dem Zylindermantel.
Die Feineinstellung des Maßstabes 52 wird von dem Kordelgriff 56 aus durch
Verdrehen vorgenommen. Der Einstellvorgang des Schlittens 13 ist wie folgt:
Eine Teillinie des Maßstabes wird zunächst mit dem Strichbild des optischen Gerätes
zur Deckung gebracht, und zwar durch Verdriehen des Maßstabes. Alsdann wird, sofern
der einzustellende Maßabstand Maßbruchteile besitzt, der Maßstab um diese Bruchteile
verdreht. Zur Bestimmung dieser Maßbruchteile (zehntel bis tausendstel Millimeter)
dient eine auf dem Maßstab sitzende Meßtrommel 57, die mit einem Nonius zusammenwirkt.
Nun wird der Antriebsmotor 15 mittels des ebenfalls am Bedienungsstand angeordneten
Drehschalters 58 eingeschaltet und der Werkstückschlitten über das beschriebene
Getriebe in der Längsrichtung grob verschoben. Das Zählwerk gibt dabei, wie gesagt,
die grobe Verschiebestrecke an. Der Schlitten wird auf das ungefähre Sollmaß bewegt
und dann die Feineinstellung von Hand durch das auf der Schneckenwelle i 5a sitzende
Handrad 59 o. dgl. vorgenommen. Der Schlitten befindet sich auf genauem Maßabstand,
sobald sich das Strichbild der optischen Einrichtung wider mit der Teilung des Maßstabes
in Deckung befindet.
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Die Einstellung des Schlittens in der Querrichtung geht ebenso vor
sich. Die Fernrohre 54 und 55 der optischen Geräte sind ebenso wie die Zählwerke
Z1 und Z° am Bedienungsstand angeordnet. Der Bedienungsmann beherrscht also von
einem Standort aus sämtliche Einstellphasen des Werkstückschlittens.