DE9300510U1 - 3-Achs-Koordinatenfrästisch - Google Patents

3-Achs-Koordinatenfrästisch

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DE9300510U1
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
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    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/183—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions conveying only reciprocating motion, e.g. wedges

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Description

Stand der Technik
Computer gesteuerte Fräsmaschinen in unterschiedlichsten Größen für diverse spanabhebende Bearbeitung sind seit Jahren Stand der Technik. Die Maschinengestelle sind in der Regel aus Stahl, Grau- oder Alu-Guss gefertigt. Als Antriebe der Achsen ( 3 bis 5 Achsen ) werden Servo- oder Schrittmotoren verwendet, die ihre Kraft über Getriebe oder direkt auf Kugelgewindespindeln übertragen und so eine präzise Positionierung der Achsen gewährleisten. Zudem gibt es Computergesteuerte 2-Achs Koordinatentische, welche auf konventionellen Fräsmaschinenbetten aufgestellt werden können. Anwendungsgebiet ist meist Koordinatenbohren, wobei die vertikale z-Achse von Hand bedient werden muß.
Kritik am Stand der Technik
Der Nachteil der meisten kleineren Fräsmaschinen besteht in ihrer Festigkeit und damit eingeschränkten Möglichkeiten der spanabhebenden Bearbeitung. Mit vielen Fräsmaschinen sind nur Gravierarbeiten in Kunststoff, Aluminium oder Messing zu erledigen, beim Zerspanen von größeren Materialvolumen zur Erzielung bestimmter Formstücke oder anderer Materialien wie z.B. Stahl, Grauguss oder Kupfer sind ihre Konstruktionen zu labil ausgeführt, welches zu Vibrationen und damit zu Ungenauigkeiten bishin zum Fräserbruch führt. Angeführte Koordinatentische haben den Nachteil, daß sie über keine vertikale z-Achse verfügen und somit nicht zur Herstellung von TA- und 3-dimensionalen Formteilen verwendet werden können.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Koordinatentisch mit vertikaler z-Achse zur Höhenverstellung zu entwickeln, der große Stabilität und Genauigkeit erreicht. Dabei sollte er jedoch so wenig Bauhöhe wie möglich benötigen, um den vorhandenen Zwischenraum von Spindel und Aufspanntisch der konventionellen Fräsmaschine optimal zu nutzen.
Beschreibung und Lösung '
Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß das Maschinengestell sowie der Frässpindelkopf einer konventionellen Fräsmaschine mitbenutzt werden. Bei der Erfindung handelt es sich um einen erweiterten Koordinatentisch, der auf dem Maschinenbett der konventionellen Fräsmaschine befestigt wird.
Die eigentliche Erfindung behandelt die z-Achse (vertikale Bewegung) des Koordinatentisches, bei uns DLS System ( Diagonales Liftschienen System ) genannt. Bei dieser Konstruktion arbeiten 4 keilförmige ( Neigungswinkel 2:1 oder andere ) Trägerelemente (1) miteinander. Jedes Trägerelement (1) besitzt an seiner Ober- und Unterseite je eine Führungseinheit (4).
Auf der Grundplatte (5) der Konstruktion sind 2 parallel laufende Führungsschienen (3) befestigt, auf welche je 2 Trägerelemente (1) mit entgegengesetzten Neigungswinkeln aufgeschoben werden, wobei wiederum die beiden Neigungswinkel der Trägerelemente (1) pro Führungsschiene (3) die Richtung wechseln. Die Trägerelemente (1) auf der ersten Führungsschiene (3) ansteigen-abfallen, auf der zweiten Führungsschiene (3) abfallen-ansteigen.
Je zwei Trägerelemente (1) auf verschiedenen Führungsschienen (3) mit entgegengesetzten Neigungswinkeln sind durch ein Verbindungselement (7) starr verbunden. Die Verbindungselemente (7) bewegen sich aus Platzgründen übereinander hinweg. Die Oberseite der Konstruktion besteht aus 4 Neigungskeilen (2) mit Kurzführungsschienen (8) an ihren Unterseiten, die durch die Führungseinheiten (4) auf den Oberseiten der Trägerelemente (1) laufen. Die Neigungskeile (2) haben exakt den Winkel der Trägerelemente (1) und sind oben an einer Stahldeckelplatte (6) befestigt, auf deren Oberseite ein Standardkoordinatentisch befestigt ist, welcher die x-y Bewegungen der Konstruktion umsetzt.
Durch das entgegengesetzte Bewegen der 2 Trägerelementeeinheiten (1+1+7), welches durch Kugelumlaufspindeln (9.1) (angetrieben von Servo- oder Schrittmotoren) erreicht wird, werden Horizontalbewegungen in Vertikalbewegungen umgesetzt und zwar genau im Verhältnis der Keilneigungen.
Unerwünschte Kippneigung oder horizontale Bewegungen der oberen Stahldeckelplatte (6) werden durch die Trägerelemente (1) mit entgegengesetzten Neigungswinkeln verhindert. Dadurch das die Trägerelemente (1) entgegengesetzt arbeiten ergibt sich zusätzlich die Funktion, daß die Festigkeit der Konstruktion nicht nachläßt, wenn diese ganz nach oben ausgefahren ist. — 2—
Bei vertikalem Ausfahren bewegen sich 2 Tfägere1em6ntet1+1) auf der unteren Führungsschiene (3) nach außen, während die beiden anderen Trägerelemente (1+1) auf der anderen Führungsschiene (3) nach innen fahren.
Gleichbleibende Stabilität über den gesamten z-Achsen Verfahrweg ist der Effekt. In dieser Kombination von 3-Achs-Koordinatenfrästisch und konventioneller Fräsmaschine können dann Computergesteuerte 3 dimensionale Fräsarbeiten durchgeführt werden, welche normalerweise nur mit Fräsmaschinen durchgeführt werden können, die sich in einem gänzlich anderen Preisniveau bewegen.

Claims (4)

Schutzansprüche
1. Computergesteuerter S-Achs-Koordinatentisch, dadurch gekennzeichnet, daß die z-Achse (vertikale Bewegung) mittels 4 keilförmiger Trägerelemente (1), die auf Führungsschienen (3+8) laufen, horizontale in vertikale Bewegung umsetzen.
2. Computergesteuerter S-Achs-Koordinatentisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je 2 Trägerelemente (1) auf einer Führungsschiene (3) mit entgegengesetzen Neigungswinkeln entgegengesetzt arbeiten. Selbiges gilt für 2 Trägerelemente (1) der parallel laufenden Führungsschiene (3) mit dem Unterschied, daß die Neigungswinkel der Trägerelemente (1) nochmals entgegengesetzt ausgerichtet sind.
3. Computergesteuerter 3-Achs-Koordinatentisch nach Anspruch 1+2, dadurch gekennzeichnet, daß 2 Verbindungselemente (7) je 2 Trägerelemente (1) auf parallel laufenden Führungsschienen (3) verbinden. Die 2 verbundenen Trägerelemente (1) sind in ihren Neigungswinkeln gleichläufig. Die beiden Verbindungselemente (7) bewegen sich übereinander. Auf der Oberseite des oberen Verbindungselementes (7) ist eine Kugelumlaufmutter (7.1) befestigt, sowie auf der Unterseite des unteren Verbindungselementes (7). Durch ein Getriebe (9) laufen die Kräfteübertragenden Kugelgewindespindeln (9.1) synchron entgegengesetzt um gleichförmig entgegengesetzte Bewegung der durch die Verbindungselemente (7) zusammengefügten Trägerelemente (1) zu bewirken.
4. Computergesteuerter 3-Achs-Koordinatentisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels 4 Neigungskeilen (2), welche unter der Stahldeckelplatte (6) [selbige Neigungswinkel wie Trägerelemente (1)] befestigt sind und auf ihrer Unterseite Kurzführungsschienen (8) besitzen, welche durch die oberen Führungseinheiten (4) der Trägerelemente (1) laufen, eine Funktionseinheit bilden. Die Neigungskeile (2) sind entsprechend der parallel und gegenläufigen Trägereinheiten (1+1+7) neigungsspiegelverkehrt montiert. Das Neigungskeilepaar für die eine Führungsschiene (3) steigt-fällt im Verhältnis 1:2-2:1, das parallel stehende Neigungskeilepaar für die parallel laufende Führungsschiene (3) fällt-steigt im Verhältnis 2:1-1:2.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0972608A1 (de) * 1998-07-14 2000-01-19 Kummer Frères SA, Fabrique de machines Antriebseinrichtung für die Bewegung einer Plattform in einer Ebene
EP1911551A1 (de) * 2006-10-12 2008-04-16 Delphi Technologies, Inc. Querführungsbewegungsplattform
EP2803443A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-19 J. Schneeberger Maschinen Holding AG Höhenverstellbare Vorrichtung

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US6186024B1 (en) 1998-07-14 2001-02-13 Kummer Freres S.A. /Fabrique De Machines Driving device for displacing a platform in a plane
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