DE895688C - Einrichtung zum Einstellen des Schlittens einer Werkzeugmaschine, z. B. des Werkzeugschlittens einer Lehrenbohrmaschine - Google Patents

Description

Werkzeugmaschinen mit z. B. optischer Präzisionseinstellung der Lage oder Stellung ihrer Schlitten sind ,bekannt.

Dies sind im allgemeinen Punktiermaschinen oder Bohrmaschinen, bei denen der eine Schlitten der das Werkstück tragende Tisch ist, während der andere das Bearbeitungswerkzeug trägt.

Die optischen Meßvorrichtungen, 'die aus einem Mikrometermikroskop bestehen, das im allgemeinen fest mit dem Gestell oder Bett verbunden ist und auf eine mit dem beweglichen Tisch fest verbundene Präzisionsgradeinteilungsskala oder Meßschkne gerichtet ist bzw. zielt, haben den Vorteil großer Genauigkeit und einer schnellen und bequemen Anwendung.

Die eine optische Meßvorrichtung für Werkzeugmaschinen bildenden Bestandteile sind die folgenden: die Präzisionsskala, das Mikroskop, in dem man die Deckung eines Strich- oder Fadenkreuzes mit dem Bild eines Striches der Präzisionsskala beobachtet, das Mikrometer, das zur Feineinstellung der Bruchteile von Millimetern durch Verschiebung des Strichkreuzes im Feld des Mikroskops dient, eine mit dem bloßen Auge ablesbare Hilfsskala, die, zusammenarbeitend mit einem bzw. einer mit dem beweglichen Schlitten fest verbundenen Zeiger bzw. Marke, zur Bestimmung der Gesamtmillimeterzahl dient, die den die Stellung des Schlittens kennzeichnenden Wert ausmachen.

Da all diese Werkzeugmaschinen Messungen· iff

einem System von wenigstens zwei zueinander rechtwinkligen Koordinatenachsen ermöglichen müssen, wiederholen sich die gleichen Bestandteile für jede Achse der Koordinaten. '

Die Einstellung; der Lage eines .Schlittens gemäß einem Zahlenwert der Koordinaten umfaßt demnach in Aufeinanderfolge der Einstellvorgänge bzw. -maßnahmen: i. eine Ablesung auf der Hilf βίο skala 'zur Überprüfung der Miillimetergiesamtzahl, 2. die Einstellung des Mikrometers auf den·, vorgeschriebenen Bruchteil von Millimetern, 3. eine Beobachtung im Okular des Mikroskops, 4. eine Handbetätigung des Griffes oder Hebels, der die langsame Bewegung des Schlittens steuert, um die Deckung des Strichkreuzes mit dem Linienoder Strichbild im Feld des Mikroskops zu bewirken d. h. insgesamt vier Vorgänge bzw. Maßnahmen.

Wenn es sich darum handelt, auf einer Maschine dieser Art eine Reihe untereinander identischer und mehrere Bearbeitungsmaßnahmen erfordernder Werkstücke zu bearbeiten, würde der Arbeiter einen beträchtlichen Zeitgewinn erzielen, wenn er diese vier Einstellvorgänge nur für jeden der Bearbeitungsvorgänge des ersten Stückes der Serie vorzunehmen und für die folgenden Stücke der Serie jeweils nur eine verminderte Zahl von Einstellvargängen auis-zrufübren brauchte derart, daß jedes dieser anderen Werkstücke für alle Bearbeitungsvorgänge, denen es zu unterwerfen ist, sich in, der Folge in zu dem ersten Stück identischer Lage gegenüber der Arbeitsspindel befindet.

Es sind Vorrichtungen auf Werkzeugmaschinen bekannt, bei welchen die erstmalige Einstellung des Schlittens, seien es Werkstück- oder Werk-zeugträger, in die verschiedenen Arbeitspositionen z. B. nach Endmaß sätzen, bei anderen nach Schablonen erfolgt und welche mit einer Steuereinrichtung elektrischer, hydraulischer oder mechanischer Art ausgerüstet sind, die gestattet, die zu verstellenden Schlitten wiederum in Idäe erstmalig eingestellten Positionen auf rasche Weise zu bringen.

Die Repetiervorrichtungen dieser bekannten Einrichtungen sind aber für Präzisionsmaschinen viel zu ungenau.

Durch die Erfindung, welche auf optischer Grundlage beruht, wird eine wesentliche Verbesserung erzielt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen des Schlittens, einer Werkzeugmaschine, z. B. des Werkstückschlittens einer Lehrenbohrmaschine, mit einer Präzisionsskala und optischer Ablesevorrichtung; sie ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen Satz am Schlitten einstellbarer Anschläge hat, von denen je einer in einer der ■ verschiedenen Stellungen des Schlittens, die durch Ablesen an der Präzisionsskala festgelegt werden, so in bezug auf einen am festen Teil der Maschine schwenkbaren Hebel eingestellt wird, daß das Bild des Glühfadens einer Lampe über eine Projektionseinrichtung, in deren Strahlengang ein mit dem schwenkbaren Hebel gekuppelter schwenkbarer Spiegel liegt, mit einer an einem Schirm be-Bildlichen Marke in, Deckung gebracht wird.

Bei dem ersten, Stück der Serie stellt der Maschinist die aufeinanderfolgenden Stellungen, die das zu bearbeitende Stück gegenüber dem Bearbeitungswerkzeug od. dgl. einnehmen soll, ein, indem er sich aller Elemente der optischen Meßvorrichtung bedient; für jede dieser Stellungen stellt er einen Anschlag derart ein, daß der Positionsanzeiger 'die korrekte Einstellung dieses Anschlages anzeigt. Bei den weiteren Stücken erzielt er die Wiederholung der aufeinanderfolgenden Stellungen oder Positionen des .Stückes unter alleiniger Zuhilfenahme des Positionsanzeigers, der durch die bei· der ursprünglichen Einregulierung eingestellten Anschläge betätigt wird. Besitzt der Anzeiger die gewünschte Empfindlichkeit, so werden die wiederholten Arbeitsstelkmgen ebenso genau wie diejenigen, .die durch die ersten oder ursprünglichen für das erste iStück der zu bearbeitenden Reihe ausgeführten Einstellungen erzielt werden.

. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfiührungsbeispieles der Erfindung und deren Darstellungen in den Zeichnungen.

Fig. ι 'zeigt eine Werkzeugmaschine.gemäß der Erfindung im Grundriß, in dem der bewegliche Schlitten fortgelassen ist;

Fig. 2 zeigt die Maschine gemäß Fig. 1 in Vorderansicht und teilweise in . senkrechtem Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 ist ein längs der Linie IH-III der Fig. 2 geführter Schnitt;

Fig. 4 und 5 sind längs der Linien IV-IV und V-V der Fig. 1 geführte Querschnitte.

ι ist das Gestell oder Bett der Maschine, auf dem ein den Arbeitstisch bildender Schlitten 2 längs Gleitschienen 3 und 4 unter der Wirkung einer in Lagern i^a und i^ö des 'Gestelles oder Bettes drehbaren und mit einer Mutter 6, die an dem Tisch befestigt ist, zusammenwirkenden Spindel 5 beweglich ist.

Die Spindel 5 kann entweder von Hand (vgl. Fig. ι und 4) mittels eines Rades 7, das auf einer über Ritzel 9, 10, 11 mit der Spindel im Eingriff stehenden Achse 8 montiert ist, oder mittels eines nicht dargestellten -Motors, der. über eine in. das Lager i^b hineinragende Welle 12 mit der Spindel im Eingriff steht, bewegt werden.

Die Präzisionsskala (vgl. Fig. 3, 4 und 5) ist mit 13 bezeichnet; sie ist mit dem Tisch2 durch eine Stütze 14 verbunden und folgt somit allen Bewegungen des Tisches, wobei sie längs einer Fläche 15 des Gestelles oder Bettes gleitet. Der Tisch (vgl. Fig. 5) besitzt eine Längsnut 16, längs der die verstellbaren Anschläge 17, 17' und 17" durch Feststellmuttern 18, 18', 18" befestigt werden können; die Feststellmuttern sind aufgeschraubt auf je einen Befestigungsbolzen 19, 19/, 19", der in einem in die Nut 16 eingreifenden Kopf 67 endet.

Jeder einstellbare Anschlag (vgl. auch Fig. 2 und 5) besitzt eine vorzugsweise Feingewinde aufweisende Einstellschraube 20, 20', 20" .mit Kegelspitze 2i, 21', 21". Diese Kegelspitze arbeitet zusammen mit einer Schneide 22 (Fig. 1), die an dem einen 'der Arme eines zweiarmigen Steuerhebels 23 befestigt ist; dieser Hebel ist um einen Bolzen 24 auf einem Bock 25 drehbar gelagert, welcher auf dem gemeinsamen Gehäuse 26 des

ίο Mikroskops und des Positionsanzeigers befestigt ist. Der zweite Arm 27 des Steuerhebels ist mit einem Stift 28 versehen, der auf eine Stoßstange 29 einwirkt. Der Hebel 23 ist drei verschiedenen Wirkungen unterworfen: a) der Einwirkung der Spitze 21" der Einstellschraube 20", welche bei Auftreffen auf eine Schrägnädie der Schneide 22 den Hebel 23 entgegen dem Uhrzeigersinn zu verschwenken sucht, wenn der Tisch in Bewegung ist,

b) der Einwirkung einer Feder 30, die in einer Ausbohrung des Hebels 23 untergebracht ist und auf einen Kolben 31 drückt, der sich "auf dem Bock 25 abstützt, und die eine Schwenkung des Hebels im Uhrzeigersinn hervorzurufen sucht,

c) der Wirkung eines Anschlages 32, der die vorgenannte Wirkung begrenzt.

Auf diese Weise bewirkt das Auftreffen der Spitze 21" der Stellschraube auf die Schneide 22 eine Abwärtsbewegung der Schneide, die über den Steuerhebel auf den noch zu beschreibenden Positionsanzeiger einwirkt. Die Spitze 21" kann die Schneide 22 überfahren, so daß die Spitze 21' des nächsten Anschlages beim Auftreffen auf die Schneide dieselbe Wirkung erneut ausüben kann.

Alk einstellbaren Anschläge 17, 17', 17", welches auch ihre Anzahl sei, können somit nacheinander mit dem Hebel 23 .zusammenarbeiten.

Der Positionsanzeiger besitzt eine Stoßstange 29, die zwischen zwei Blattfedern 33 und 34 abgestützt ist, welche an einem mit dem Gehäuse 26 fest verbundenen Träger 35 befestigt sind; die Teile 29, 33, 34 und 35 bilden hierbei ein reibungsfrei deformierbares Parallelogramm und gewährleisten innerhalb der Grenzen ihrer elastischen Deformation die senkrechte Einstellung der Stoßstange 29.

Das die Gestalt einer stumpfen Spitze oder einer Sohneide aufweisende andere Ende 36 der Stoßstange 29 wirkt auf einen Teil 37, der bei 38 in dem Gehäuse 26 drehbar gelagert und mit einem Schwenkrahmen 39 fest verbunden ist; dieser Rahmen enthält einen Spiegel 40, der das Bild einer einen geradlinigen Faden 44 besitzenden Leuchtbirne 43 in Richtung auf einen festen Spiegel 41 und einen mit einem Zeiger bzw. einer Marke 50 versehenen durchscheinenden Schirm 42 zurückwirft. Dieses Bild wird durch ein Objektiv 45 gebildet und in Richtung auf den beweglichen Spiegel 40 durch einen von einer Stütze 47 getragenen festen Spiegel 46 zurückgeworfen; eine zwischen den Teilen 37 und 29 gespannte Feder 48 gewährleistet den Eingriff zwischen dem Stoßstangenende 36 und" Teil 37.

Um eine Nebenausstrahlung des' Lichtes der Birne 43 in Richtung auf den Schirm 42 zu vermeiden, ist die Birne von einer lediglich in Richtung auf das Objektiv 45 offenen Schutzröhre 49 umgeben. Auf dem Schirm 42 (s. Fig. 1) sieht man einen festen Zeiger 50 und einen das Bild des Fadens 44 darstellenden Leuchtstrich 51. Die Einstellung der Lage oder Position ist als vollkommen zu betrachten, sobald der Leuchtstrich 51 mit dem festen Zeiger 50 zur Deckung gelangt ist.

Die Präzisionsmeßvorrichtung weist ein Mikrometermikroskop auf, dessen Konstruktion und Arbeitsweise bekannt sind. Die Präzisionsskala 13 (s. Fig. 3 und 4) ist auf ihrer Innenfläche 52 mit einer Teilung versehen. Ein Prisma 53 beugt die optische Achse in Richtung auf ein" Objektiv 54 und ein Strich- oder Fadenkreuz 55, das auf einem Schlitten 56 montiert ist; dieser" ist in einer Führung 57 beweglich, unter der Wirkung einer einen Teilkopf 59 tragenden und mit diesem gegenüber einem Zeiger 60 drehbaren Mikrometerschraube 58.

Die optische Achse wird aufs neue durch ein Prisma 61 in Richtung auf ein zweites Objektiv 62 und ein Prisma 63 gebeugt, welches seinerseits die optische Achse in senkrechter Richtung in ein go Okular64 (vgl. Fig. 1) ablenkt; in dem Okular beobachtet man gleichzeitig ein Bild eines Teilungsstriches der Präzisionsskala 13 und das Faden- oder Strichkreuz 55.

Die ganze 'Vorrichtung arbeitet wie folgt: Angenommen, die Koordinate einer Bearbeitungsstellung des Werkstückes sei 300,469, so stellt der Arbeiter den Teilkopf 59 der Mikrometerschraube auf die Zahl 0,469 ein und verstellt sodann durch Einstellen der mechanischen Steuervorrichtung des Tisches den !letzteren, bis der Zeiger 65 in unmittelbare Nachbarschaft mit dem 300-mm-Strich auf der Hilfsskala 66 gelangt. Sodann bringt er durch Betätigung der Handsteuervorrichtung des Tisches den Teilstrich der Präzisionsskala zur Deckung mit dem Faden- oder Strichkreuz im Feld des Okulars 64.

Nunmehr verschiebt der Arbeiter einen der einstellbaren Anschläge, beispielsweise 17, in der Nut 16, bis die konische Spitze 21 der Schraube 20 «» in Eingriff mit dem Teil 22 gelangt, der den Positionsanzeiger betätigt. Er zieht die Mutter 18 an, die den Anschlag 17 in der Nut 16 feststellt, und bringt durch Betätigung der Schraube 20 das Bild 5.1 des Fadens zur Deckung mit dem Zeiger 50.

In gleicher Weise wird bei allen anderen Koordinaten vorgegangen, die wiederholt werden sollen. Hiernach muß der Arbeiter, um den Tisch in eine Stellung gemäß den so festgelegten Koordinaten zu überführen, lediglich die nicht dargestellte mechanische Steuervorrichtung und die Handsteuervorrichtung der Spindeil 5 betätigen, um für alle zu bearbeitenden Stücke einer Serie die für das erste Stück festgelegten Koordinaten durch bloße Einstellung des entsprechenden Leucht-Striches 51 auf den Zeiger 50 zu wiederholen, und

erzielt auf diese Weise eine beträchtliche Zeitersparnis.

Die Empfindlichkeit des Positionsanzeigers ist ausreichend, sobald seine Vergrößerung hundertfach ist, was zur Folge hat, daß eine Lageabweichung von ο,οΐ mm des Tisches auf dem Schirm 42 als eine Abweichung von 1 nun zwischen dem Zeiger 50 und dem Leuchtstrich 51 in Erscheinung tritt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besitzt .die Anzeigevorrichtung beispielsweise einen Anzeiger mit optischer Übertragung; man könnte aber ebenso gut eine mechanische oder elektrische Anzeigevorrichtung vorsehen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Einrichtung zum Einstellen des Schlittens einer Werkzeugmaschine, z. B. des Werkstückschlittens einer Lehrenbohrmaschine, mit einer Präzisionsskala und optischer Ablesevorrichtung, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen Satz am Schlitten einstellbarer Anschläge (21) hat, von denen je einer in einer der verschiedenen Stellungen des Schlittens, die durch Ablesen an der Präzisionsskala festgelegt werden, so in bezug auf einen am festen Teil der Maschine schwenkbaren Hebel (23) eingestellt wird, daß das Bild des Glühfadens einer Lampe (43) über eine Projektronseinrichtung, in deren Strahlengang ein. mit dem schwenkbaren Hebel (23) gekuppelter schwenkbarer Spiegel 1(40) liegt, mit einer an einem Schirm (42) befindlichen Marke in Deckung gebracht wird.
2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schwenkbare Hebel (23) und der schwenkbare Spiegel (40) nach Durchgang jedes Anschlages (21) selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 701 857.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 5520 10.53