NL8301122A - Geleidingsconstructie voor een gereedschapswerktuig. - Google Patents

Description

9 -1- V ......... * ψ VO 4675

Geleidingsconstructie voor een gereedschapswerktuig-

De uitvinding heeft betrekking op een hef- en geleidingsin-richting voor machinaal gereedschap, geschikt om werkzaamheden met grote precisie te verrichten.

Teneinde bewerkingen uit te voeren zoals slijpen van een 5 plat vlak op een werkstuk met een hoge graad van nauwkeurigheid, is het van belang, dat het werkstuk nauwkeurig en reproduceerbaar in een voorafbepaalde stand en oriëntatie ten opzichte van het snijgereedschap geplaatst kan worden. Deze nauwkeurigheid moet worden gehandhaafd wanneer een aantal werkstukken achter elkaar worden bewerkt en van de machine 10 verwijderd. Tot nog toe was het noodzakelijk in hoofdzaak dure en gecompliceerde meetapparatuur toe te passen, teneinde een dergelijke nauwkeurigheid te bereiken bij het nauwkeurig positioneren van een werkstuk en bovendien is de tijd, welke nodig is om elk werkstuk in de vereiste stand en oriëntatie te plaatsen resulteert in een aanzienlijke verhoging 15 van de tijd om de bewerking uit te voeren.

Teneinde de bewerking met een hoge graad van nauwkeurigheid te kunnen uitvoeren, moet in hoofdzaak aan de navolgende omstandigheden worden voldaan: 1. Verbetering van de bewerkingsmethode, 2Q 2. verhoging van de nauwkeurigheid van de geleiding van de j verschillende elementen, welke aan de bewerking deelnemen, ! i 3. verbetering van de starheid of stijfheid van het voedingssysteem, dat het snijgereedschap tegen het werkstuk aandrukt voor het uitvceren van de bewerking en vermindering van de afwijking in de stand 25 van het snijgereedschap, veroorzaakt door het voedingssysteem, 4. de zekerheid van een stabiele stand van het werkstuk ten aanzien van trillingen en verwarming.

Elk van de hierboven genoemde vereisten zal nader worden omschreven. Met betrekking tot de eerste eis, het verbeteren van de bewer-30 kingsmethode, is het tot nog toe gebruikelijk de gereedschapsas van een slijpmachine (d.w.z. een slijpmachine, waarbij de as vertikaal staat) door een kogellager te steunen. Het gebruik van een dergelijke lager resulteert in een minder nauwkeurige instelling van de gereedschapsas en dientengevolge van het snijgereedschap, in vertikale richting. Dit re-35 sulteert weer in een vermindering van de nauwkeurigheid van de bewerking.

830 1 1 2 2 • 4 -2-

Bovendlen is het moeilijk om de bewerkingskracht, welke óp het werkstuk wordt uitgeoefend, nauwkeurig te regelen, wanneer een dergelijk lager wordt gebruikt. Volgens de uitvinding wordt een methode verkregen, waarbij de montagekop, waarin de gereedschapsas draait, gesteund wordt door 5 een statisch druklager op de hef-voedingsschroef, waarmede de gereed-schapmontagekop op en neer wordt bewogen. Een belastingscompensatiesys-teem is gekoppeld met de montagekop en in werking gesteld door een drukverschil, dat wordt ontwikkeld binnen het statische druklager, waardoor het gewicht van de gereedschapmontagekop op effectieve wijze wordt 10 gesteund. Op deze wijze wordt het positioneren van het snijgereedschap in vertikale richting zeer nauwkeurig bepaald door verdraaiing van de voedingsschroef, aangezien geen gewicht door de draad van de voedings-groef wordt gesteund en dientengevolge door de smeeroliefilm daarop.

Het toepassen van dit systeem maakt het mogelijk de deviatie 15 van de gereedschapsas kleiner dan 0,1 micron te houden, zelfs wanneer de snelheid van het werkstuk in de orde van grootte van 1 m/min. is, zodat de uitvinding in hoofdzaak een hogere mate van productiviteit kan bereiken bij een uitermate nauwkeurige bewerking dan tot nog toe mogelijk was bij bekende slijpmachines.

20 Met betrekking tot de tweede voorwaarde, betreffende de pre cisie van de gereedschapsas, wordt volgens de uitvinding een statisch druk-geleidingssysteem toegepast, waarbij statische druklagers geplaatst zijn langs de werkstukslede. Deze werkstukslede loopt over een dwarsge-leidingsvlak. waarboven een draaibare tafel op de werkstukslede is ge-25 monteerd. Bij de bekende slijpmachines wordt de gereedschapmontagekop in het algemeen vertikaal geplaatst door middel van zogenaamde dynamische geleidingsvlakken. Een overliggend geleidingsvlak op de gereedschapmon-tagekop glijdt ten opzichte van het geleidingsvlak door tussenkomst van een smeero1iefilm of vet, voor het verkrijgen van een gladde beweging van 30 de kop in vertikale zin. De smeeroliefilm, welke gevormd wordt tussen het geleidingsvlak en het overliggende geleidingsvlak is niet in staat de gereedschapmontagekop te richten en zal dus de draaiingsas van de gereedschapsas uit het vertikale vlak kunnen kantelen. Wanneer een kantelmoment op de gereedschapmontagekop wordt uitgeoefend als resultaat van uitwendige 35 krachten, welke tijdens het machinaal bewerken optreden, of als gevolg van een verplaatsing van het zwaartepunt van de gereedschapmontagekop, 8301122 I * -Βάθη is de weerstand tegen dit kantelmoment onvoldoende. De gereedschap-montagekop zal dan kantelen over een afstand, welke wordt bepaald door de afmetingen van de spleet tussen het geleidingsvlak en het daar tegenoverliggende vlak. Dit maakt de oriëntatie van het snijgereedschap 5 ten opzichte van het werkstuk onstabiel, waardoor de nauwkeurigheid van de bewerking wordt verminderd.

Volgens de uitvinding wordt echter een samengestelde geleiding toegepast. In dat geval is tenminste een geleidingsvlak aanwezig op een steunkolom, dat dient als referentiegeleidingsvlak, waarbij een 10 dunne film van hoge-druk smeerolie geperst wordt tussen het referentiegeleidingsvlak en het overliggende geleide vlak. Er wordt een voldoende wrijvingsweerstand ontwikkeld tussen de twee bedoelde vlakken, welke de krachten tegenwerken, die worden uitgeoefend op de gereedschapsas bij het bewerken, terwijl tegelijkertijd de dunne smeeroliefilm en een ge-15 makkelijk bewegen van de gereedschapmontagekop in vertikale richting bevorderd wordt. Een aantal andere geleidingsvlakken is eveneens aanwezig op de steunkolom tegenover geleidingsvlakken op de gereedschap-montagekop en deze werken als statische drukgeleidingsmiddelen, waarbij een fluïdum onder druk met een constante druk geperst wordt tussen de 20 geleidingsvlakken en de geleide vlakken. Als gevolg van deze statische fluïdumdruk worden krachten ontwikkeld, welke het kantelen van de ge- i reedschapmontagekop tegenwerken, derhalve van de gereedschapsas, zodat deze as in een nauwkeurig vertikale stand wordt gehouden tijdens het op en neer bewegen van de gereedschapmontagekop, ongeacht de krachten, welke 25 tijdens de bewerking daarop worden uitgeoefend. Tevens dient het statische drukfluxdum om te voorkomen, dat de geleidingsvlakken. en de geleide vlakken met elkaar in contact komen, zodat de wrijvingsweerstand, ontwikkeld tussen deze vlakken, te verwaarlozen is.

Met betrekking tot de derde voorwaarde, d.w.z. verbetering 30 van de stijfheid van het voedingssysteem, vormt het statische druklager op de voedende hefschroef (welke draait om de gereedschapmontagekop op en neer te bewegen) en het belastingscompensatiesysteem, dat daarbij in werking wordt gesteld. Bij een bekend systeem, waarbij geen statisch druklager is toegepast, kan een zekere speling aanwezig zijn tussen het 35 voedingsmechanisme voor het omhoog bewegen van de gereedschapmontagekop, als gevolg van het vormen van een laag smeerolie tussen de schroefdraad 8301122 -4- en de korresponderende schroef/ waarin deze werkt en doordat het gewicht van de gereedschapmontagekop in hoofdzaak door de schroefdraad wordt gedragen en wordt overgebracht op de smeerolielaag op de schroefdraad. Aangezien volgens de uitvinding het gehele gewicht van het gehele ge-5 reedschapmontagekopstelsel gedragen wordt door een bedieningsstang, welke wordt beinvloed door een belastingscompensatiesysteem (bij voorkeur een hydraulisch terugvoercircuit), wordt volgens de uitvinding een te verwaarlozen belasting uitgeoefend op de schroefdraad van de voedings-schroef, zodat een uitermate- star en stijf voedingssysteem wordt verkregen. 10 Met betrekking tot de vierde voorwaarde, d.w.z. stabiliteit van de bewerkingsnauwkeurigheid met betrekking tot trillen.en verwarming, worden elektromotoren toegepast voor het aandrijven van het mechanisme, welke weinig trilling veroorzaken. Deze motoren zijn door elastische koppelmiddelen gekoppeld met de aandrijforganen, zodanig, dat een te 15 verwaarlozen kleine trilling van de motoras rechtstreeks wordt overgebracht op de aandrijf organen. Met betrekking tot het verwarmingsprobleem wordt de werktemperatuur van de slijpmachine in hoofdzaak bepaald door de temperatuur van de smeerolie. Daartoe wordt een speciaal filtersysteem gebruikt, dat ook zorgt voor de koeling van de olie, zodanig, dat de 20 temperatuur van de olie, welke het filtersysteem verlaat, op een bepaalde temperatuur wordt gehouden met slechts zeer kleine fluctuaties.

De uitvinding voorziet in een hef- en geleidingsinrichting voor een gereedschapmachine, bestaande uit een bed met een stel overliggende geleidingskolommen, welke vast daarop zijn bevestigd,een aantal 25 geleidingsvlakken met tenminste een referentievlak, dat op de geleidings-kolom wordt gevormd, een gereedschapmontagekop met een schroefdraadboring en een aantal geleidingsvlakken, welke montagekop zich bevindt tussen geleidingskolommen elk met geleide vlakken tegenover en dicht bij naburige geleidingsvlakken, middelen voor de toevoer van statische drukvloeistof 30 tussen de geleidings- en geleide vlakken anders dan het bedoelde referentievlak en een geleidend vlak daartegenover, een vertikaal zich uitstrekkende hefschroef, welke draaibaar in het bed is gemonteerd en samenwerkt met de schroef draadboring in de gereedschapmontagekop, een statisch druk-lager, dat gevormd wordt op de hef schroef, welk lager een bovenste en 35 onderste drukkamer heeft, een bedieningsstang, welke beweegbaar op de geleidingskolommen is en gekoppeld met de gereedschapmontagekop, belasting- 830 1 1 2 2 __ _ » -5- compensatiemiddelen voor het bepalen van het verschil tussen de druk in de bovenste en onderste statische drukkamer van het druklager en reagerend op het drukverschil voor het bewegen van de bedieningsstang waarbij de gereedschapmontagekop vertikaal kan worden bewogen in een 5 richting, zodanig, dat het drukverschil wordt genivelleerd, waarbij het gewicht van de gereedschapmontagekop gesteund wordt door de bedieningsstang, aandrijfmiddelen aanwezig zijn voor het doen draaien van de voe-dingsschroef voor het selectief op en neer bewegen van de gereedschapmontagekop, gereedschapsas, welke draaibaar in de kop is, aandrijfmidde-10 len voor het doen draaien van de gereedschapsas, bewerkingsgereedschap dat op de gereedschapsas kan worden gezet en vasthoudmiddelen voor het werkstuk, teneinde dit in een vaste stand onder slijpgereedschap te brengen.

De uitvinding zal onder verwijzing naar de tekening worden 15 toegelicht. Daarin toont: figuur 1 een perspectivisch aanzicht van een uitvoeringsvorm van een slijpmachine volgens de uitvinding; figuur 2 schematisch een dwarsdoorsnede van de werkstukslede ^ met een daarop gemonteerde tafèl bij de slijpmachine volgens figuur 1, 20 figuur 3 een schematische dwarsdoorsnede van een opspanbasis met een aantal daarop gemonteerde opspanmallen van de voedingsschroef en. de gereedschapmontagekop, met een belas tingscompens atiesys teem, dat koppeld is met een statisch druklager voor de voedingsschroef voor een slijpmachine volgens figuur 1, en 25 figuur 4 een schematische dwars-doorsnede, waarin een aantal « geleidingsvlakken en geleide vlakken van de geleidingskolommen en de gereedschapmontagekop van de uitvoeringsvorm van de slijpmachine volgrens figuur 1 zijn getoond.

Figuur 1 toont een perspectivisch aanzicht van een uitvoerings-30 vorm van een slijpmachine voor kwarts-kristalelementen, voorzien van een hef- en geleidingsinrichting volgens de uitvinding. Door 1 is een bed aangeduid met een dwarssledegeleidingsvlak 2 op het bovengedeelte daarvan, waarover een werkstukslede 4 kan bewegen, gedreven door een voedingsschroef 3, welke samenwerkt met een schroefdraadboring in de werkstuk-35 slede 4.

De werkstukslede 4 wordt dwars over het geleidingsvlak 2 be- 8301122 -6- wogen door een aandrij fmotor 5, welke gekoppeld is voor het doen draaien van de schroef 3. Een draaibare tafel 6 is op de werkstukslede 4 gemonteerd, waarvan de rotatie wordt veroorzaakt door een motor Ml. Een aantal werkstukkopopspanmallen 7 bevindt zich op de opspahbasis 32 5 welke vast gemonteerd is op de draaibare tafel 6. De opspanmallen zijn in cirkel qezet, welke concentrisch is met het rotatiemidden van de tafel 6. Elke werkstukopspanmal 7 kan in elke richting kantelen' ten opzichte van de basis 32 onder invloed van een motor Ml, zoals nog beschreven zal worden. Een werkstuk W wordt door elke opspanmal 7 vastge-10 houden door vacuumaanzuiging. In het weergegeven geval bestaat het werkstuk W uit een kwarts-kristal en de bewerking geschiedt met de as van het kristal in een bepaalde richting. X-straalmiddelen voor het aangeven van de richting van de kristalas, aangeduid door 8b, bevinden zich op een montageplaat 8a, welke vast op het bed 1 .is gemonteerd boven de draai-15 bare tafel 6. X-straalmeetmiddelen bestaan uit een X-straalemissiebuis 8, een projectiebuis 9, een ontvangbuis 10, een spectroscoop 11 en een telbuis 12. Deze middelen voor het meten van de richting van de assen van de- kristallen,onder gebruikmaking van X-stralen, zijn bekend en zullen niet nader worden beschreven. Door de telbuis 12 worden signalen ge-20 produceerd, welke variëren in overeenstemming met de richting van de kristalassen van het werkstuk W, dat zich in de meettoestand bevindt, d.w.z., dat bewerkt wordt. Deze signalen worden gebruikt voor het controleren van het draaien van de motor Ml, waarbij het werkstuk W in de juiste oriëntatie wordt gekanteld, zoals nog beschreven zal worden.

25 De werking van de draaibare tafel 6 en de werkstukinspanmallen 7 zullen nu met betrekking tot figuur 2 besproken worden. Volgens deze figuur is een draaibare holle steunas 14a in hoofdzaak aangebracht in het middengedeelte van de werkstukslede 4. Een flens 15 vormt een geheel met het ondereinde van de steunas 14a, waarbij het buiteneinde van de 30 flens 15 een boring heeft, waardoorheen een bout 16 loopt voor het vastzetten van de steunas 14a aan de werkstukslede 4. 17 is een wormwiel dat draaibaar is op de steunas 14a, gekoppeld met een draaibare aandrijf-schijf 1. Een draaibare aandrijfschijf 18 is verbonden met het bovenvlak van het wormwiel 17 door tussenkomst van bouten of dergelijke.

35 20 is een draaibare aandrijfschijf, welke gekoppeld is met de draaibare schijf 18 door middel van een flexibele verbinding 19. De 8301122 -7- verbinding 19 is stijf in de richting van de rotatie, doch flexibel met betrekking tot richtingen loodrecht daarop. Een draaibare gedreven schijf 20 is door een bout 22 verbonden met een draaibare geleidings-plaat 21. 23 is een geleidingsorgaan, met een onderst geleidingsvlak, 5 waartegen het geleidingsvlak (d.w.z. het bovenvlak) van de draaibare geleidingsplaat 21 steunt.

De draaibare plaat 6 is vast bevestigd aan het bovenvlak , van de draaibare geleidingsplaat 21, waarbij het bovenvlak van de draai bare plaat 21 gesteund wordt door het bovenvlak van het geleidingsorgaan 10 23. Een ringvormig uitsteeksel 24 is gevormd aan het boveneinde van de steunas 14a en reikt in een ringvormige groef, gevormd in het ondervlak van het centrale gedeelte van de draaibare tafel 6. Een omtreksgedeelte 25 is eveneens gevormd in de steunas 14a, omgeven door de werkstukslede 4, en concentrisch met de steunas 14a. Bovendien is een excentrisch 15 omtreksgedeelte 14b eveneens gevormd op de steunas 14a, waarvan het midden verzet is ten opzichte van de rotatieas van de draaibare tafel 6 over een voorafbepaalde afstand e.

Een geleidingsvlak 26 wordt bepaald tussen steunas 14a en draaibare geleidingsplaat 21, een geleidingsvlak 27 wordt begrensd tus-20 sen geleidingsorgaan 23 en draaibare geleidingsplaat 21 en een geleidingsvlak 28 is aanwezig tussen, de draaibare tafel 6 en het geleidings-crgaan 23. Elk van deze geleidingsvlakken vormt een statisch drukge-leidingsvlak, en is voorzien van statische fluïdumdrukholten.

29 en 30 zijn delen van een hydraulisch circuit, dat verbon-25 den is met een geschikte bron van hydraulische druk. Deze hydraulische j druk, welke werkt op de statische drukvlakken als boven omschreven, dienen voor het uitoefenen van zelfrichtende krachten op de draaibare tafel 6, waarbij de draaibare tafel 6 kan draaien, terwijl een zeer nauwkeurige horizontale stand wordt gehandhaafd.

30 31 is een worm, welke met de klok mee en daartegenin kan draaien door een motor 5, en is in ingrijping met een wormwiel 17. Zoals reeds opgemerkt, is het een essentieel voordeel van de onderhavige uitvinding, dat alle bronnen van positioneerfouten, welke de stand van het werkstuk W kunnen beinvloeden, zoveel mogelijk verminderd worden. Daartoe zijn 35 middelen aanwezig voor het elimineren van elke speling tussen het wormwiel 17 en de worm 31, zoals nog beschreven zal worden. De centrale as 8301122 -8- van het wormwiel 17 is vastgezet op het excentrische omtreksgedeelte 14b van de steunas 14a en loopt concentrisch met dat excentrische omtreksgedeelte. Door een kleine verdraaiing van de steunas 14a, kan de onderlinge stand van de worm 31 en hét wormwiel 17 zeer nauwkeurig wor-5 den ingesteld voor een juiste samenwerking, zodat elke speling wordt ondervangen.

In figuur 3 is 32 een opspanbasis, welke aanwezig is op het bovenvlak van de draaibare tafel 6. Een aantal opspansteunen 33 is op de basis 32 volgens een cirkel opgesteld, en dient voor het onder-10 steunen van het kantelcontrolemechanisme van de.werkstukhouders 7. Een cylindrische lager 34 is gemonteerd op elk van de armen 33 en een kolomvormig orgaan 35 is draaibaar binnen het lager 34. Een wormwiel 36 is bevestigd aan de kolom 35 en heeft een daarop vastgezette nokkenschijf 38.

15 Het bovenvlak van de nokkenschijf 38 heeft een hoog en laag vlak 37. 39 is een worm, welke samenwerkt met een wormwiel 36 en wordt gedreven door de motor Ml. Motor Ml wordt aangedreve door regelmiddelen 13 in respons op de outputsignalen van de telbuis 8b van de X-stralen-meetmiddelen.

20 41 is een aandrijforgaan met een. rol 40 daarop, welke steunt tegen het hoge en lage blokvlak 37. Het gedreven orgaan 41 is bevestigd op een draaibare as 42, welke gesteund wordt door een opspanarm 33 zodat het gedreven orgaan 41 om de centrale as van de draaibare as 42 kan kantelen. Een draaibare as 4 is draaibaar gemonteerd in het gedreven 25 orgaan 41, waarbij de rotatieas loodrecht op de rotatieas van de draaibare as 42 staat. Draaibare as 43 heeft een' opspanmal 7 voor het werkstuk, welke vast daaraan bevestigd is, waarbij het boveneinde van een nokken-hefboom 44 aan het einde daarvan is vastgezet. Het ondereinde van de nokkenhefboom 44 steunt tegen het nokvlak van een nokkenplaat (niet 30 weergegeven) , welke om de centrale middenas van de draaibare as 43 kan schommelen. Op deze wijze kan de opspanmal 7 voor het werkstuk om elk van de haaks op elkaar staande langsassen van de draaibare assen 42 en 43 schommelen.

Een holte (niet weergegeven) is gevormd in het bovenvlak van 35 de opspanmal 7, terwijl een vacuumklem 45 aanwezig is voor het vasthouden van het werkstuk W; 830 1 1 2 2 -9- % 47 is een zuigpoort in de vacuumklem 45, welke in verbinding staat met een afvoerpijp 46 (weergegeven in figuur 2), gevormd in de steunas 14a. Een flexibel stofdeksel 49 is aangebracht tussen het ondervlak van de opspanmal 7, langs de omtrek daarvan en het bovenvlak van 5 een dekplaat 48, welke op de spanarm 33 is bevestigd. Het stofdeksel 49 maakt het mogelijk een spanmal 7 in elke richting te kantelen, terwijl tegelijkertijd het binnentreden van vreemd materiaal, zoals bewerkings-stof in het bedieningsmechanisme wordt verhinderd. Nauwkeurige werking van het kantelbedieningsmechanisme wordt aldus verzekerd.

«.

10 Zoals blijkt uit figuur 1 is een stel overstaande kolommen 50 en 51 op het bed ingemonteerd aan een zijde van het dwarsgeleidings-vlak 1 van de werkstukslede 4. 54 is een gereedschapmontagekop, welke voorzien is van geleidingsvlakken, welke geleid worden door overliggende geleidingsvlakken 52 en 53 op de kolommen 51 en 50, zoals nog beschreven 15 zal worden. Een gereedschapsas 56 met slijpgereedschap 55 is gemonteerd op het ondereinde daarvan en wordt draaibaar gesteund door een gereed-schapmontagekop 54 door middel van statische druklagers. De gereedschapsas 56 wordt gedreven door een riem 57b, welke zich bevindt tussen de as 56 en een gedreven pulley 57avan een motor M2, welke op de kop 54 is 20 bevestigd. Een en ander blijkt duidelijk uit figuur 4* Daarin is de gereedschapmontagekop 54 voorzien van een draadboring 54b, waarin een statische druk-hefschroef 58 loopt, welke via een reducerende overbrenging 58b wordt gedreven door een motor M3, welke op het bed 1 is gemonteerd.

59 is een hydraulisch bedieningsorgaan, dat vast bevestigd is tussen de 25 boveneinden van de geleidingskolommen 50 en 51 en gekoppeld met het boveneinde van een bedieningsstang 60, waarvan het ondereinde is vastgezet aan de gereedschapmontagekop 54. De stand, waarin de bedieningsstang 60 aan de gereedschapmontagekop 54 wordt bevestigd, kan in vertikale richting worden ingesteld. 69 is een servoklep, welke het hydraulische be-30 dieningsorgaan 59 commandeert door het steunen van het gewicht van de gereedschapmontagekop via een kort te beschrijven bedieningscircuit.

61 is een druklagerflens, welke gevormd is langs de omtrek van het ondereinde van de voedingsschroef 58b, welke zich bevindt in een lagerkast 62.

35 De statische lagerkamers 63 en 64 bevinden zich in de lager kast 62 boven en onder de flens 61 en dienen als lagers voor de flens 61.

8301122 « , -10- %

De statische druklagerkamers 63 en 64 zijn voorzien van druksensors 65, resp. 66, welke signalen produceren, welke variaties in de hydraulische drukken tussen de kamers aangeven. Deze signalen worden verwerkt door een differentiaal versterkingscircuit 67a, compensatiecircuit 67b 5 en servoversterker 68. De output-signalen, welke worden geproduceerd door de servo-versterker 68 geven elk verschil aan tussen de druk in de statische druklagers 63 en 64, en worden gevoerd naar de bedienende servoklep 69, welke de hydraulische bedieningsmiddelen 59 aandrijft voor het op en neer bewegen van de bedieningsstang 60. Deze beweging van de 10 bedieningsstang 60 vindt in een zodanige richting, plaats, dat elk verschil in druk in de statische druklagers 63 en 64 wordt verminderd, d.w.z deze druk wordt vereffend. Het is duidelijk, dat een servo-terugvoer-circuit aanwezig is, waarbij de bedieningsstang 60 de gereedscKapmontage-kop 54 zodanig steunt, dat de druklagerflens 61 in een bepaalde stand 15 wordt gehouden ten opzichte van de lagerkast 62 en dientengevolge in de vaste stand ten opzichte van het bed 1, d.w.z. het gehele gewicht van de gereedschapmontagekop 54 wordt gesteund door de bedieningsstang 60.

Op deze wijze is een nauwkeurige regeling van de vertikale stand van de gereedschapmontagekop 54 door verdraaiing van de voedingsschroef 58b 20 verzekerd.

Wanneer de voedingsschroef 58b voor het heffen van de gereedschapmontagekop 54 wordt gedraaid, worden wrijvingskrachten ontwikkeld op de geleidingsvlakken 52 en 53 van de geleidingskolommen 51 en 50.

Deze weerstand werkt de beweging van de gereedschapmontagekop 54 tegen, 25 waarbij een kracht op de voedingsschroef 58b wordt uitgeoefend. Deze belasting veroorzaakt een verschil tussen de drukken in de statische druklegerkamers 63 en 64 en als gevolg daarvan treedt het servo-circuit in werking, waarbij invloed uit wordt geoefend op de stang 6Q in een zodanige richting, dat deze drukverandering wordt genivelleerd. Wanneer 30 de druk in de statische drukkamer 63 afneemt, en die in de statische druk-kamer 54 toeiieemt, dan zal de servo-klep 69 in werking treden zodanig, dat de bedieningsstang 60 de gereedschapmontagekop 54 heft, waardoor de belasting, welke wordt uitgeoefend op de voedingsschroef 58b wordt gecompenseerd. De drukken in de statische druklagerkamers 63 en 64 zijn dan 35 weer vereffend. Wanneer anderzijds de druk in de statische druklagerkamer 63 toeneemt en die in de kamer 54 zakt, zal de bedieningsstang 60 door 8301122 -11- de hydraulische bedieningsmiddelen 59 naar omlaag bewegen, waarbij wederom de druk in de statische druklagerkamers 63 en 64 wordt vereffend.

Uit het bovenstaande blijkt, dat verdraaiing van de statische druk-hefschroef 58b resulteert in het qp en neer bewegen van de gereed-5 schapmontagekop 54, terwijl het gehele gewicht van de kop 54 door de stang 60 wordt gesteund. Aangezien geen belasting wordt uitgeoefend op de koppeling tussen de voedingsschroef 58b en het schroefdraadgedeelte 54b van de gereedschapmontagekop 54 kan het positioneren van de gereed-schapmontagekop 54 met een hoge graad van nauwkeurigheid worden ver-10 wezenlijkt.

Figuur 5 toont het verband tussen de geleidingsvlakken 52 en 53, gevormd op de geleidingskolommen 51, resp. 50 en de korrespon-derende geleidingsvlakken, gevormd op de gereedschapmontagekop 54. Het geleidingsvlak 53, dat gevormd is op de geleidingskolom 51 heeft een 15 L-vormig achterst geleidingsvlak met een zijkant A en een achterkant B, en een L-vormig voorst geleidingsvlak met een zijkant C en een voorkant D. Geleidingsvlakken 52, gevormd op de geleidingskolom 50 hebben een L-vormig achtergeleidingsvlak met zijkanten A' tegenover het zijvlak A en een achtervlak B* en een L-vormig voorst geleidingsvlak met een zij-20 kant B1 tegenover zijkant C en een voorkant D'.

De gereedschapmontagekop 54 heeft geleidingsvlakken a, a', b, b‘, c, c', en d, d‘, tegenover de geleidingsvlakken A, A', B, B', C, C', D, en D'. Acht stellen vertikaal zich uitstrekkende statische * drukfluïdumholten PI...., P2...., P3....... P4,...... P5,......

25 P6,....... P7,........ en P8,....... zijn gevormd tussen de vlakken A

en a, vlakken A' en a', vlakken B en b, vlakken B' en b', vlakken C en c, vlakken C* en c', vlakken D en d en vlakken D' en d'. In de dwarsdoorsnede volgens figuur 5 is slechts een stel vertikaal lopende statische drukfluïdumholten (d.w.z. Pi tot P8) weergegeven. Een fluïdumstroom 30 (in het onderhavige geval een hydraulisch fluïdum),wordt gevoerd naar de stellen vertikaal zich uitstrekkende statische drukfluïdumholten PI...... P2...... P3...... P4...... P5.....en P6.....vanuit een bron voor fluïdum onder druk, via de verdeelpijp, welke ten dele is aangeduid bij 70.

35 Smeerolie wordt toegevoerd uit een drukoliebron, via een vaste smoorklep en toevoerleidingen 72 naar de vertikaal zich uitstrekkende 8301122 L_,__ — -----------^1^^^ ·¥ * -12- statische druk-fluldumholten P7...., en P..... en dienen voor het hand haven van een oliefilm onder druk tussen de vlakken d en D en de vlakken d' en D', welke dienen om te voorkomen, dat de vlakken met elkaar in contact komen en derhalve de wrijving verminderen tijdens het op en 5 neer bewegen van de gereedschapmontagekop 54 tijdens de bewerkingen en krachten worden uitgeoefend op de gereedschapmontagekop 54.

Het andere stel vertikaal zich uitstrekkende statische druk- fluldumholten Pi...., P2....-., P3......, P4....... P5....., P6......, dienen voor het handhaven van de gereedschapmontagekop 54 in een bepaalde 10 stand en kanteling ten opzichte van de vertikaal wordt voorkomen en tevens om te verhinderen,dat contact ontstaat tussen de gereedschapmontagekop 54 en de geleidingskolommen 50 en 51. Wanneer bijv. een gelei-dingsvlak tenopzichte van de vertikaal·gaat hellen, d.w.z. met betrekking tot het betreffende geleidingsvlak, wordt bij dit kantelen de 15 spleet tussen deze vlakken groter en zal de fluxdumdruk afnemen, terwijl wanneer de spleet wordt vernauwd als gevolg van het kantelen de fluidum-druk zal toenemen. Er zal dus een druk heersen binnen de schuine speling tussen het geleidingsvlak en het geleidende vlak, welke in een zodanige richting werkt, dat de oriëntatie van de gereedschapmontagekop 54 door 20 kanteling in de vertikale zin wordt hersteld. Door de kantelmogelijkheid van de gereedschapmontagekop zullen bewegingen van voor naar achteren en van links naar rechts worden ondervangen, d.w.z. het systeem is zelf-richtend. Deze statische drukregeling verzekert, dat de geleidingsvlakken steeds evenwijdig worden gehouden aan de geleidende vlakken, terwijl 25 de gereedschapmontagekop 54 op en neer wordt bewogen.

Het is uit het bovenstaande duidelijk, dat. de zelfrichtende werking als beschreven,dient om de uitermate kleine speling tussen de vlakken D en d en D' en d' te handhaven, welke slechts gescheiden worden door een dunne film hoge druksmeerolie.

30 De geleidingsvlakken D en D' bepalen de juiste stand van de gereedschapmontagekop 54 en kunnen dus worden beschouwd als referentie-vlakken.

Na het passeren van de statische drukfluïdumholten Pl,...., P2....... P3....... P4......, P5......en P6...... wordt de statische 35 vloeistof teruggewonnen en loopt door de terugvoerpijp (niet in de tekening weergegeven) en wordt dan weer geretourneerd naar de statische druk- 8301122 m Λ -13- fluidumholten . De smeerolie, welke loopt door de holten P7.... en P8.... wordt eveneens teruggewonnen en loopt door een speciaal oliefilter.

Daarbij wordt gebruik gemaakt van een olietank met een aantal afdelingen, waarin onzuivere elementen uit de olie worden verwijderd. Na het ver-5 laten van de laatste afdeling wordt de olie weer teruggepompt als smeermiddel. Teneinde de olietemperatuur in hoge mate constant te houden, wordt deze uit de eerste afdeling, d.w.z. de verzamelpoort gepompt, loopt dan door een oliekoeler en komt dan terug in dezelfde afdeling. Dit proces herhaalt zich in elke volgende afdeling en op deze 10 wijze wordt de olietemperatuur constant gehouden binnen 5°C in de eerste afdeling en nh 0.1°C of minder in de laatste afdeling.

Wanneer de vorm van het slijpvlak van het slijpgereedschap 55 tot op zekere hoogte is verontreinigd,· wordt een draaibaar reinigingsmiddel 70, weergegeven in figuur 1, in contact gebracht met het slijp-15 vlak, teneinde vorm te corrigeren. De draaibare reinigingsinrichting 70 is gemonteerd op de werkstukslede 4 en draait met een hogere snéheid dan die van het slijpgereedschap 55 door middel van een motor M4. j

Zoals hierboven omschreven omvat de uitvinding een aantal statische druklagers. Het is een eigenschap van dergelijke lagers, dat 20 de druk in de spleet tussen een geleidend oppervlak en een geleidings-oppervlak constant wordt gehouden en dit is een basisvoorwaarde voor een hoge mate van precisie, zoals deze door de uitvinding kan worden bereikt.

Hoewel niet beschreven, kunnen middelen worden toegepast om geleidings-fouten te verminderen met betrekking tot de beweging langs de dwars- | 25 sledegeleidingsbaan 2, d.w.z. schuinstaand en klemmend. Deze middelen ! werken om de spleet tussen het geleidingsvlak en het geleide vlak te veranderen, dat zich op de werkstukslede 4 bevindt voor het handhaven voor de gewenste geleidingsstand. Deze middelen kunnen bijv. bestaan uit een laserstraal voor het meten van de geleidingsfouten vein de werk-30 stukslede 4 in een aantal standen daarvan, alvorens de slijpmachine in werking wordt gezet. Meetwaarden, welke deze fouten representeren, kunnen worden opgeslagen in een geheugen en een regelcircuit en omzetter kunnen aanwezig zijn voor het omzetten van de meetwaarden, welke zijn verzameld in het geheugen in hydraulische drukwaarden. Deze waarden kunnen worden 35 gebruikt voor het regelen van de fout in het geleidingsoppervlak door regeling van de fluïdumdruk naar de statische druklagers, d.w.z. door 8301122 »

A

+ -14- een correctie, welke wordt bepaald door de stand van de werkstuks lede 4, terwijl deze zich over het dwarse sledegeleidingsvlak 2 beweegt.

Teneinde een plat vlak met een hoge graad van precisie te kunnen bewerken, is het noodzakelijk, dat de stand van dat vlak zo con-5 stant mogelijk wordt gehouden. Onder toepassing van de uitvinding dient de druk van het fluïdum, dat gevoerd wordt naar de statische druklagers van de draaibare tafelgeleidingsgedeelten om deze hoge graad van nauwkeurigheid te bereiken, waardoor ook een hoge precisie wordt verkregen.

Zoals hierboven beschreven omvat de uitvinding een werkstuk-10 orientatiemeting en een funktie van de regeling van de stand, waarbij een werkstuk wordt gemonteerd ten opzichte van een referentierichting, tezamen met een systeem voor het met hoge precisie doen draaien van de tafel, teneinde het werkstuk in een voorafbepaalde stand voor de bewerking te plaatsen.

15 De uitvinding omvat voorts een belastingscompensatiesysteem, waarbij het gewicht van de gereedschapmontagekop gesteund wordt door middelen, welke gescheiden zijn van de middelen waardoor de montagekop wordt bewogen en in een stand wordt gehouden met betrekking tot de vertikaal.

20 De uitvinding omvat voorts een systeem voor het handhaven van de gereedschapmontagekop, gericht op een juiste vaste verhouding ten opzichte van een referentiegeleidingsvlak, ongeacht de vertikale beweging van de montagekop en de krachten, welke daar tijdens de bewerking op uitgeoefend worden. Dit systeem bestaat uit een aantal statische druk-25 geleidingsvlakken en geleide statische drukvlakken, waartussen een stroom statische drukfluldum werkt voor het verkrijgen van een compensatie tegen kantelen van de gereedschapmontagekop, d.w.z. om te voorzien in een automatische zelf-corrigerende werking.

Als gevolg van de combinatie van de beschreven eigenschappen 30 kan de slijpmachine volgens de uitvinding een werkstuk in een zeer hoge graad van nauwkeurigheid bewerken, bijv. met de nauwkeurigheid, welks minder is dan 1 micron.

Hoewel de uitvinding is beschreven met betrekking tot een uitvoeringsvorm onder toepassing van hydraulische druk in de statische druk-35 lagers, is het eveneens mogeLLjk pneumatische druk in deze lagers toe te passen. Ook kan de uitvinding worden toegepast bij het gebruik van machi- 8301122 i * -15- negereedschap, anders dam slijpgereedschap.

Hoewel de uitvinding dus beschreven is met betrekking tot een speciale uitvoeringsvorm, is deze beschrijving illustratief en niet beperkend, aangezien verschillende wijzigingen en modificaties 5 ten opzichte van de beschreven uitvoeringsvorm mogelijk zijn, welke geheel binnen het raam van de uitvinding zijn gelegen.

i

J

8301122

i ______M

Claims (2)

1. Hef- en geleidingsinrichting voor een gereedschapwerktuig bestaande uit een bed met een stel overliggende geleidingskolommen, welke daarop zijn bevestigd, met een aantal geleidingsvlakken, waarvan er tenminste een als referentievlak is gevormd, een gereedschapmontagekop 5 met een schroefdraadboring en een aantal geleidingsvlakken, welke kop gelegen is tussen de geleidingskolommen, waarbij elk van de geleidingsvlakken tegenover en dicht bij de korresponderende geleidingsvlakken op de kolommen ligt, middelen voor de toevoer van statische drukfluïdum tussen het geleide en geleidingsvlak anders dan het referentievlak en 10 een geleidingsvlak daartegenover, een vertikaal lopende voedingshef-schroef, welke draaibaar in het bed is en samenwerkt met de schroef-draadboring in de gereedschapmontagekop, een statisch druklager op de hefschroef, welke lager een bovenste en een onderste statische drukkamer hééft, een bedieningsstang op de geleidingskolommen, welke gekoppeld 15 is met de montagekop, belastingscompensatiemiddelen voor het aftasten van een verschil tussen de druk binnen de bovenste en onderste statische drukkamer van het druklager, en reagerend op het drukverschil voor het doen bewegen van de bedieningsstang, waarbij de gereedschapmontagekop vertikaal wordt bewogen in een zodanige richting, dat het drukverschil 20 wordt vereffend, waarbij het gewicht van de montagekop gesteund wordt door de bedieningsstang, aandrijfmiddelen voor het doen draaien van de voedingsschroef voor het op en neer bewegen van de montagekop, een gereeds chacsas , welke in de kop draaibaar is, aandrijfmiddelen voor de ge-reedschapsas, gereedschap, dat vastgezet kan worden in de gereedschapsas 25 en een werkstukvasthoudmi'ddel, teneinde dit in een vaste stand onder het slijpgereedschap te houden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de belastingsvereffeningsmiddelen bestaan uit druksensors, welke gekoppeld zijn met de bovenste en onderste drukkamer van het statische druklager 30 voor het produceren van elektrische signalen, welke indicatief zijn voor het drukverschil, een servoversterkingscircuit, dat reageert op de elektrische signalen voor het produceren van regelsignalen, een servo-klep, welke beïnvloed wordt door de regelsignalen en hydraulische be-dieningsmiddelen, welke gekoppeld zijn met de bedieningsstang en bein-35 vloed worden door de regelklep, teneinde de bedieningsstang in een richting te bewegen, welke wordt bepaald door de regelsignalen, teneinde het drukverschil te verminderen. 83 0 1 1 2 2