DE1193768B

DE1193768B - Bohrkopf, insbesondere fuer Koordinaten-bohrmaschinen

Info

Publication number: DE1193768B
Application number: DES66251A
Authority: DE
Inventors: Andre Mottu
Original assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE; Societe Genevoise dInstruments de Physique
Current assignee: GENEVOISE INSTR PHYSIQUE; Societe Genevoise dInstruments de Physique
Priority date: 1958-12-30
Filing date: 1959-12-14
Publication date: 1965-05-26
Also published as: CH351015A; GB926536A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 23 b

Deutsche Kl.: 49 a-39/03

Nummer: 1193 768

Aktenzeichen: S 662511 b/49 a

Anmeldetag: 14. Dezember 1959

Auslegetag: 26. Mai 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmaschinen, mit einem Bohrkopfgehäuse, das einen Halter zum Befestigen an der Spindel aufweist, und einem im Bohrkopfgehäuse radial zur Spindelachse verschiebbaren Schlitten als Meißelhalter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Bohrköpfen die exakte Einstellung des Meißelhalters zu verbessern und zu vereinfachen. Dazu kennzeichnet sich die Erfindung durch einen Servoantrieb im Bohrkopf zum Einstellen der Radialposition des Schlittens und durch eine Digitalsteuereinrichtung für den Servoantrieb.

Die Zeichnungen veranschaulichen schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Koordinatenbohrmaschine; es zeigt

F i g. 1 den Bohrkopf in der Seitenansicht und im Senkrechtschnitt,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Bohrkopf nach F i g. 1 von unten, ^ao

F i g. 3 eine Seitenansicht mit dem zu bearbeitenden Werkstück im Schnitt und

F i g. 4 ein Blockschaltbild des Servoantriebes.

In den Zeichnungen bedeuten 10 und 11 die Spindelhülse und die Spindel der Koordinatenbohrmaschine.

Der Bohrkopf weist nach Fig. 1 ein Bohrkopfgehäuse 12, einen Schlitten 13 für den Meißel und einen Servoantrieb auf, von dem bestimmte Teile im Gehäuse 12 enthalten sind. Dieser Servoantrieb stellt die Radialposition des Schlittens 13 entsprechend den Befehlen einer Digitalsteuereinrichtung automatisch ein.

Das Bohrkopfgehäuse 12 ist an der Spindel 11 mit Hilfe einer Konuskupplung befestigt, deren Spannglieder nicht dargestellt sind. Der von Rollen geführte Schlitten 13 ist in einem sich quer über das Gehäuse erstreckenden Führungsbett 14 von rechteckigem Querschnitt verstellbar, das in die Unterseite des Gehäuses 12 eingearbeitet ist.

Die Bewegungen, des Schlittens 13, der einen Bohrmeißel 15 trägt, werden von einer Präzisionsmikrometerschraube 16 gesteuert, deren Gewindeganghöhe 1 mm beträgt. Wenn sich die Schraube, die in den am horizontalen Teil des Führungsbettes befestigten Lagern 17 axial unverrückbar gehalten ist, dreht, dann verschiebt sich der Meißel 15 in radialer Richtung. Jedes der beiden Schraubenenden trägt ein Ritzel 18,19. Die Ritzel bilden jeweils das erste und letzte Rad zweier Räderketten, welche an der Stirnseite des Gehäuses 12 angeordnet sind. Das erste Rad der ersten Kette ist auf die Welle eines Elektro-

Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmasohdnen

Anmelder:

Societe Genevoise d'Instruments de Physique,

Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dr. J. Schüder, Dr. F. Hadenfeldt, Dr. H. Daube und H. Lienau, Rechtsanwälte,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 17

Als Erfinder benannt:
Andre Mottu, Genf Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 30. Dezember 1958 (67 862)

motors 20 aufgekeilt, an den ein Tachodynamo 21 angekuppelt ist. Das letzte Rad der zweiten Kette ist auf die Achse einer ersten Gebermaschine 22 aufgekeilt, die über ein Untersetzergetriebe 40 mit einer zweiten Gebermaschine 41 verbunden ist. Der Rotor des Gebers 22 läuft mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Schraube 16 um, während der Rotor des Gebers 41 eine volle Drehung macht, wenn der Schlitten 13 von der einen in die andere Endlage wandert.

Alle erwähnten Antriebsglieder drehen sich um parallelliegende Achsen und sind durch zwei Kästen 23 abgedeckt, die das Gehäuse 12 umgeben. Die Antriebsglieder 20, 21 einerseits und 22, 40 und 41 andererseits liegen diametral zu beiden Seiten der Spindeln, so daß sich der Meißelhalter stets in einem guten dynamischen Gleichgewicht befindet.

Die Anschlüsse des Motors 20, des Tachodynamos 21 und der Geber 22 und 41 sind an Schleifringen gelagert, welche auf einen zylindrischen Ansatz des Gehäuses 12 aufgezogen sind und zum Kollektor 24 gehören, der seinerseits an einer Stelle 25 der Spindelhülse befestigt ist.

Der Servoantrieb gemäß F i g. 4 besteht aus dem Motor 20 und den als Stellungsanzeiger dienenden Gebermaschinen 22 und 41. Der Geber 41 liefert ein Signal X, welches der Zahl der vollen Millimeter der Ist-Stellung des Schlittens 13 entspricht. Der zweite Geber 22 liefert ein Signal Y, welches dem Millimeterbruchteil der Ist-Stellung entspricht.

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Der Servoantrieb besitzt ferner einen Sollwertgeber 26, der ein der Soll-Stellung des Schlittens 13 entsprechendes Signal in dekadischer Zählung erhält. Er liefert ähnlich wie die Geber 22 und 41 zwei Signale X₁, Y₁, welche die Soll-Stellung des Schlittens angeben. Die erwähnten Signale Y, X, X₁ und Y₁ werden einer Soll-Ist-Vergleichseinheit 27 zugeführt, welche ein der Abweichung zwischen Ist- und Soll-Wert entsprechendes Fehlersignal auf den Verstärker 28 gibt. Dieser verstärkt das Fehlersignal und beeinflußt damit den Motor 20 derart, daß sich dessen Rotor im einen oder anderen Sinne dreht. Schließlich weist der Servoantrieb noch einen zweiten Aktionskreis auf, der den Tachodynamo 21 enthält. Dieser liefert an den Verstärker 28 ein Signal, welches die Größe des Ausgangssignals des Verstärkers auf konstanter Höhe hält und die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 13 steuert. Nicht dargestellte Mittel, die das Verhalten des Tachodynamos beeinflussen, gestatten die Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens zu ändern.

Die 1 Digitalsteuereinrichtung des Servoantriebes besitzt einen Lochstreifen 29, der an einem Abtaster 30 entlanggeführt wird. Der Streifen ist mit binär verschlüsselten Positionsbefehlen für den Meissel 15 versehen. Der Abtaster gibt die Befehle an eine Übersetzerstufe 31, die sie in dekadische Befehle umformt. Die umgeformten Befehle gelangen schließlich zum obenerwähnten Sollwertgeber 26.

Der Servoantrieb erhält somit seinen Einstellbefehl vom Lochstreifen 29 über die Glieder 30, 31. Bei jedem Befehl bestimmt der Streckenunterschied d zwischen der Soll- und Ist-Stellung des Schlittens 13 das Fehlersignal an den Ausgangsklemmen der Vergleichseinheit 27. Durch das Fehlersignal wird der Rotor des Motors 20 in solchem Sinne verstellt, daß der Schlitten 13 sich in die Soll-Stellung verschiebt. Sobald d zu Null wird, verschwindet das Fehlersignal, und der Schlitten 13 wird stillgesetzt.

Die in F i g. 4 dargestellten verschiedenen Elemente sind an sich bekannt und daher im einzelnen nicht näher dargestellt. Es sei jedoch bemerkt, daß die Soll-Ist-Vergleichseinheit 27 eine Anzeigelampe besitzt, die zu leuchten beginnt, wenn das Fehlersignal verschwindet. Ferner gestatten zwei Druckknöpfe, den Lochstreifen 29 an- oder abzuschalten. Die Glieder 26 bis 31 können in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein.

Im folgenden sei die Arbeitsweise des Servoantriebes für den Fall der Bearbeitung des in F i g. 3 dargestellten Werkstückes A beschrieben. Das Werkstück besitzt die beiden koaxialen Öffnungen mit dem Durchmesser Ct₁' Und a₂', die auf einen Durchmesser von Ci₁ und a₂ vergrößert werden sollen. Der entsprechende Lochstreifen besitzt eine erste Serie von Perforationen für den Durchmesser Ct₁ und eine zweite Serie von Perforationen für den Durchmesser a₂.

Nachdem die Bedienungsperson das Gehäuse 12 an der Spindel 11 und das Werkstück A auf dem Maschinentisch befestigt hat, bringt sie die Achse der vorbearbeiteten Bohrungen mit der Achse der Bohrspindel in Deckung. Dann wird der Lochstreifen eingestellt, der Bohrspindelantrieb eingeschaltet und die Automatik wie folgt betätigt: Mit Hilfe der erwähnten Druckknöpfe am Lochstreifengerät 29 läßt die Bedienungsperson die erste Serie der Perforationen des Streifens am Abtaster vorbeilaufen. Hierdurch wird eine Verstellung des Schlittens 13 bewirkt, die zur Folge hat, daß die Werkzeugspitze eine dem AufbohrradiusM₁ entsprechende Stellung einnimmt. Steht das Werkzeug in dieser Stellung, wobei die Spindel dreht oder stehen kann, entriegelt die Bedienungsperson die Vorschubeinrichtung für die Spindelhülse 10, schaltet sie auf Vorschub nach unten um und stellt die geeignete Geschwindigkeit ein. Dann wird die erste Öffnung des Werkstückes auf den Durchmesser U₁ aufgebohrt.

Nach Beendigung des Bohrvorganges läßt man die Spindelhülse mit Spindel nach oben zurücktreten und durch Betätigen der erwähnten Druckknöpfe die zweite Perforationsserie am Abtaster 30 entlanglaufen. Der Wagen läuft nunmehr in die dem Bohrungsdurchmesser a₂ entsprechende Stellung, so daß die zweite Öffnung des Werkstückes aufgebohrt werden kann.

Entgegen der in den Zeichnungen dargestellten Unterbringung des Antriebsmotors 20, des Tachodynamos 21 und der Gebermaschinen 22 und 42 im Gehäuse 12 können diese Teile auch im oberen Teil des Spindelkastens eingebaut werden. In diesem Falle werden die notwendigen Verbindungen zwischen den genannten Teilen und dem Schlitten durch mechanische Glieder in der Spindel hergestellt.

An Stelle eines Lochstreifens können auch Lochkarten, beispielsweise für die jeweilige Schlittenstellung, verwendet werden. Ferner können die Befehle auch magnetisch oder auf andere Weise aufgezeichnet sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Bohrkopf, insbesondere für Koordinatenbohrmaschinen, mit einem Bohrkopfgehäuse, das einen Halter zum Befestigen an der Spindel aufweist, und einem im Bohrkopfgehäuse radial zur Spindelachse verschiebbaren Schlitten als Meißelhalter, gekennzeichnet durch einen Servoantrieb im Bohrkopf zum Einstellen der Radialposition des Schlittens (13) und durch eine Digitalsteuereinrichtung für den Servoantrieb.

2. Bohrkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (20) und der Stellungsanzeiger (22, 41) des Servoantriebs im Bohrkopfgehäuse (12) diametral einander gegenüberliegend angeordnet sind.

3. Bohrkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsanzeiger aus zwei Gebermaschinen (22,41) besteht, die über ein Untersetzungsgetriebe (40) miteinander in Antriebsverbindung stehen.

4. Bohrkopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Motor (20) des Servoantriebes mechanisch ein Tachodynamo (21), der elektrisch auf einen Verstärker (28) zum Steuern der Vorschubgeschwindigkeit des Meißelhalterschlittens (13) geschaltet ist, gekuppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen