DE19636166A1 - Werkzeugmaschine für Bohrarbeiten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugma­ schine für Bohrarbeiten und insbesondere auf eine Maschine für das Mehr­ fach-Abbohren von Werkstücken aus Holz.

Maschinen der oben angegebenen Bauart sind in der italieni­ schen Patentanmeldung für eine industrielle Erfindung Nr. 23277A/78 be­ schrieben, hinterlegt am 11. Mai 1978. Solche Maschinen umfassen zwei horizontale Träger, die zueinander parallel sind und oben bzw. unten an­ geordnet sind. Die Träger werden an ihren Längsenden von zwei Ständern abgestützt. Einer oder beide Träger tragen Arbeitseinheiten, von denen jede von einem längs der Längsachse des entsprechenden Trägers bewegli­ chen Schlitten und mindestens einem Spannfutterkopf für Bohrer gebildet wird, welche längsbeweglich in einer Vertikalachse sind. Die Maschine ist mit Mitteln für die Bewegung des Kopfes versehen, welche Mittel ei­ nen fluidodynamischen Betätiger mit in einer Horizontalachse längs be­ weglichen Kolbenstange und ein 90°-Kinematikgetriebe umfassen, das die Bewegung der Kolbenstange auf vertikale, den Kopf abstützende Stäbe übertragen wird. Im übrigen ist jeder Kopf mit einem Elektromotor verse­ hen, um die Rotation der Bohrfutter zu bewirken. Die Maschine umfaßt ferner eine Arbeitsebene, getragen von dem unteren Träger und gebildet von einer Mehrzahl von horizontalen Stangen, auf denen das Werkstück aufliegt. Jede Arbeitseinheit trägt mindestens eine der genannten hori­ zontalen Stangen. Schließlich umfaßt die Maschine zwei Anschläge, einen festen, in Ausfluchtung mit einem Ständer installierten und einen längs einer Horizontalachse parallel zu den Achsen der Träger beweglichen, auf welchen Anschlägen die seitlichen Ränder des in Arbeit befindlichen Werkstücks für die Positionierung desselben auf der Arbeitsebene auf­ ruhen, entsprechend bestimmten, horizontalen Referenzachsen.

Einer der Hauptnachteile der oben beschriebenen Maschine be­ steht in der Schwierigkeit, die Elektromotoren für den Antrieb der Bohr­ futter zu installieren. Diese Schwierigkeit führt zu komplizierten Kon­ struktionen von Teilen der Maschine, indem in der Arbeitseinheit eine Baugruppe vorgesehen werden muß, die die Elektromotoren abstützt und die Übertragung der Bewegung der Welle der Motoren auf die Bohrfutter ermög­ licht.

Ein weiterer Nachteil der Maschine besteht in der Tatsache, daß die Mittel zum Bewegen der Arbeitseinheit längs der Vertikalachse für die Steuerung des Arbeitshubes der Arbeitseinheit obere und untere Endschaltervorrichtungen benötigen, welche Endschaltervorrichtungen ge­ genwärtig manuell betätigbare Organe bilden. Im übrigen ist gegenwärtig die Geschwindigkeit der Arbeitseinheit während ihres Hubes konstant, während es zweckmäßig wäre, verschiedene Geschwindigkeiten während be­ stimmter Perioden des Abbohrens vorzusehen. In dieser Maschine sind fer­ ner Dämpfereinrichtungen vorgesehen, um den Arbeitshub der Arbeitsein­ heit entsprechend der Endperiode der Abbohrphase zu dämpfen.

Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen Maschine besteht in der Tatsache, daß der bewegliche Anschlag eine eingeschränkte Beweg­ lichkeit hat, indem die horizontalen Traversen der Arbeitsebene auf ei­ nem Niveau sind derart, daß sie ein Hindernis für eine eventuelle Ver­ lagerung des beweglichen Anschlags in Richtung auf den festen Anschlag bilden. Es ist nämlich festzuhalten, daß im Falle eines zu bearbeitenden Werkstücks mit kleinen Abmessungen es notwendig werden kann, daß der be­ wegliche Anschlag in Richtung auf den Festanschlag verlagert werden muß, um sich relativ zum letzteren in einem Abstand zu positionieren, der kleiner ist als die Breite des Raumes, der von allen Arbeitseinheiten eingenommen wird, wofür jede das übermaß aufweisende Arbeitseinheit not­ wendigerweise in Richtung des Ständers verlagert werden muß, der demje­ nigen Ständer gegenüberliegt, an dem der Festanschlag angebracht ist, und zwar in eine Parkzone. Um dies auszuführen, ist es gegenwärtig er­ forderlich, die horizontale Traverse der Übermaß aufweisenden Arbeits­ einheit zu demontieren und diese dann zu verlagern. Insgesamt treten bei der obengenannten Maschine konstruktive und funktionelle Probleme auf, die, wie nachfolgend noch deutlich wird, die Produktivität derselben be­ grenzen und zu einem komplizierten Aufbau führen, wodurch ihre Produk­ tionskosten sich vergrößern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Werkzeugma­ schine zu schaffen, die von den oben erläuterten Nachteilen frei ist.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Werkzeugmaschine für das Abbohren von Werkstücken, bei der drei Achsen definiert sind, von denen eine erste Achse horizontal verläuft und die Längsachse der Ma­ schine bildet, eine zweite Achse horizontal und senkrecht zur ersten Achse verläuft und eine dritte Achse vertikal verläuft, umfassend:
zwei horizontale Träger, ein unterer und ein oberer, die par­ allel zueinander und zur ersten Achse sind,
eine Mehrzahl von von einem der Träger getragenen, längs der Längsachse des Trägers beweglichen und mit mindestens einem, mit Werk­ zeugen für das Bohren längs einer Vertikalachse eines Werkstücks be­ stückten Arbeitskopf versehenen ersten Arbeitseinheiten,
eine horizontale Arbeitsebene, auf der das Werkstück auf einem ersten Niveau abgestützt ist,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten einen von einem zuge­ ordneten Träger getragenen und längs dessen Längsachse beweglichen Schlitten umfaßt, und mindestens einer der von dem Schlitten getragenen und mit ihm längs der Längsachse des betreffenden Trägers beweglichen Arbeitsköpfe unabhängig von dem Schlitten längs einer zu der dritten Achse parallelen Vertikalachse beweglich ist,
eine Vorrichtung für das Steuern der Verlagerung längs der zur dritten Achse senkrechten Achse des Kopfes,
dadurch gekennzeichnet, daß sie für jeden der Köpfe einen Hy­ draulikmotor für den Antrieb der Werkzeuge umfaßt.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die jedoch nur als Beispiel, nicht jedoch als beschränkend zu verstehen ist, wobei auf die beigefüg­ ten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Werkzeugma­ schine, nämlich einer Bohrmaschine, gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ist eine Ansicht einer Arbeitsgruppe der Maschine nach Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung eines ersten Organs der Arbeitsgruppe der Fig. 2, und

Fig. 4 ist eine Explosionsdarstellung eines zweiten Organs der Arbeitsgruppe aus Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Werkzeugmaschine für die Bear­ beitung von Werkstücken 2, insbesondere eine Bohrmaschine für das Abboh­ ren der Werkstücke 2. In der Maschine sind drei Achsen X, Y und Z definiert, von denen die Achsen X und Y horizontal verlaufen und senkrecht zu ihnen die Achse Z, die vertikal ist. Die Achse X erstreckt sich in der Längsrichtung der Maschine.

Die Maschine umfaßt zwei horizontale Träger, einen unteren Träger 3 und einen oberen Träger 4, die zueinander und zur Achse X par­ allel verlaufen. Die Träger 3 und 4 werden an ihren Längsenden von zwei Ständern 5 bzw. 6 getragen. Der untere Träger 3 trägt eine Mehrzahl von Arbeitseinheiten 7, die längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich sind und dazu dienen, die Bohrung des Werkstücks 2 von unten nach oben auszuführen. Der obere Träger 4 trägt eine Mehrzahl von Arbeitseinheiten 8, die längs der Längsachse des Trägers 4 beweglich sind und dazu die­ nen, die Bohrung am Werkstück 2 von oben nach unten zu realisieren. Die Maschine ist mit einem Festanschlag 11 versehen, der nahe dem Ständer 5 angeordnet ist und gegen welchen sich ein erster, seitlicher Rand des Werkstücks 2, das bearbeitet wird, anlegt, sowie mit einem beweglichen Anschlag 12, der längs einer parallel zur Achse X verlaufenden Achse be­ weglich ist, getragen von dem oberen Träger 4, und gegen den sich ein zweiter Seitenrand gegenüber dem ersten des Werkstücks 2 während der Be­ arbeitung anlegt. Die Anschläge 11 und 12 bilden Referenzen für die kor­ rekte Positionierung des bearbeiteten Werkstücks 2.

Die Maschine umfaßt ferner eine horizontale Arbeitsebene, de­ finiert auf einem Niveau P, in welcher sich aufliegend das bearbeitete Werkstück 2 befindet. Diese Arbeitsebene wird von einer Mehrzahl von ho­ rizontalen zueinander und zur Achse Y parallelen Stangen 13 definiert, wobei jede Arbeitseinheit 7 mindestens eine dieser horizontalen Stangen 13 trägt. Die Maschine umfaßt ferner eine Mehrzahl von Anpreßorganen 14, die längs einer zur Achse X parallelen Achse beweglich sind, von dem oberem Träger 4 getragen werden und dazu dienen, mit einer Platte 15 das bearbeitete Werkstück gegen die genannte Arbeitsebene zu pressen. Die Organe 14 dienen dazu, das in Bearbeitung befindliche Werkstück während der Phase des Bohrens zu blockieren. Diese Anpreßorgane 14 umfassen ei­ nen pneumatischen Betätiger 14a mit einer Kolbenstange 14b, die längs einer Vertikalachse parallel zur Achse Z verlagerbar ist und an deren Ende die Platte 15 befestigt ist. Zwischen den Anpreßorganen 14 und dem Träger 4 ist eine Führungseinrichtung für die Verlagerung der Anpreßor­ gane 14 längs des Trägers 4 vorgesehen. Diese Führungsvorrichtung ist nicht dargestellt, da sie von bekannter Bauart ist und insbesondere in Maschinen, die von der Anmelderin konstruiert wurden, verwendet wird.

Gemäß Fig. 2 umfaßt jede Arbeitseinheit 7:
einen Schlitten 21, der von dem Träger 3 getragen ist und längs der Längsachse dieses Trägers beweglich ist,
einen Motor 22 für die selektive Steuerung der Verlagerung des Schlittens 21 längs des Trägers 3,
zwei von dem Schlitten 21 getragene Arbeitsköpfe 23, die mit dem Schlitten 21 längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich sind, und unabhängig von dem Schlitten 21 längs einer zur Achse Z parallelen Ver­ tikalachse verlagerbar sind,
eine horizontale Traverse 24, die parallel zur Achse Y ver­ läuft, von dem Schlitten 21 getragen wird, die Köpfe 23 abstützt und mit dem Schlitten 21 längs der Längsachse des Trägers 3 beweglich ist sowie unabhängig von dem Schlitten 21 längs einer zur Achse Z parallelen Ver­ tikalachse beweglich ist,
einen Hydraulikmotor 25 für jeden Arbeitskopf 23, der mit ei­ nem Gehäuse 25a unten an der Traverse 24 und oben an dem entsprechenden Kopf 23 befestigt ist,
einen Motor 26, vorzugsweise einen Elektromotor, für die se­ lektive Steuerung der Verlagerung längs der genannten Vertikalachse parallel zur Achse Z der Traverse 24 und der Köpfe 23, und
eine Getriebebaugruppe 27 zur Übertragung der Bewegung des Motors 26 auf die Traverse 24 und damit auf die Köpfe 23.

Der Schlitten 21 wird von einem Gehäusekorpus in umgekehrter "U"-Form gebildet, der auf dem Träger 3 reitend installiert ist. Zwi­ schen dem Schlitten 21 und dem Träger 3 ist eine Führungsvorrichtung für die Translationsbewegung des Schlittens 21 längs des Trägers 3 vorgese­ hen. Diese Führungsvorrichtung ist nicht dargestellt, da sie von bekann­ ter Bauart ist und insbesondere in Maschinen angewandt wird, wie sie von der Anmelderin konstruiert werden. Die Arbeitsköpfe 23 umfassen einen Supportkorpus 23a und eine Mehrzahl von Spindeln 23b, von denen jede ein Bohrwerkzeug 23c trägt, das sich längs einer Vertikalachse parallel zur Achse Z erstreckt. Die die Werkzeuge 23c des genannten Typs tragenden Köpfe 23 sind längs einer Horizontalachse ausgefluchtet, die parallel zur Achse Y verläuft. Die Stützkörper 23a der beiden Köpfe 23 haben je­ weils ihre eigene horizontale Längsachse parallel zur Achse Y, und im übrigen sind die Körper 23a zueinander ausgefluchtet längs der horizon­ talen Mittelachse. Der Hydraulikmotor 25 ist das Antriebsorgan der Spin­ deln 23b und damit der Drehung der Werkzeuge 23c. Im übrigen hat der Hy­ draulikmotor 25 oder zumindest sein Gehäuse 25a die Funktion, den ent­ sprechenden Kopf 23 zu tragen. Der Motor 26 wird von dem Schlitten 21 extern abgestützt und weist eine rotierende Welle 26a mit einer Läng­ sachse auf, die horizontal und parallel zur Achse Y verläuft. Die Bau­ gruppe 27 ist im wesentlichen ein 90°-Umlenkgetriebe, so daß die Drehbe­ wegung der Welle 26a mit einer horizontalen Achse in eine translatori­ sche Bewegung längs einer Vertikalachse der Traverse 24 und der Köpfe 23 umgeformt wird.

Gemäß Fig. 2 und 3 umfaßt die Baugruppe 27:
eine Welle 31, die längs ihrer eigenen Längsachse parallel zur Achse V beweglich ist und im Innern des Schlittens 21 installiert ist; sie ist mechanisch mit der Welle 26a über eine Getriebekupplung 29 be­ kannter Bauart verbunden, um die Drehbewegung der Welle 26a in eine translatorische Bewegung der Welle 31 umzuformen,
zwei verzahnte Abschnitte 32, angeordnet längs der Welle 31,
zwei Paare von Vertikalstäben 34, die längs einer Vertikal­ achse parallel zur Achse Z beweglich sind und ein entsprechendes oberes Ende 34a aufweisen, das an der Traverse 24 befestigt ist,
einen auf jedem der Vertikalstäbe 34 ausgearbeiteten Verzah­ nungsabschnitt 35,
einen auf dem Schlitten 21 installierten Korpus 33, der im In­ nern einen horizontalen Sitz 33a zur Aufnahme des verzahnten Abschnitts 32 der Welle 31 und vertikale Sitze 33b für die Aufnahme der verzahnten Abschnitte 35 der Vertikalstäbe 34 aufweist, und
zwei Ritzel 36 mit Horizontalachse, die in dem Korpus 33 ein­ gefügt sind und jeweils mit einem der verzahnten Abschnitte 32 der Welle 31 und mit den verzahnten Abschnitten 35 eines Paares von Vertikalstäben 34 kämmen.

Die Arbeitseinheiten 8 sind ähnlich den oben beschriebenen Ar­ beitseinheiten 7, und deshalb wird die Einheit 8 nicht weiter erläutert, wobei ihre Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wie sie für die Einheit 7 verwendet wurden. Natürlich ist auch zwischen dem Schlitten 21 der Einheit 8 und dem Träger 4 eine Führungsvorrichtung für die Translationsbewegung des Schlittens 21 längs des Trägers 4 vorgese­ hen. Solche Führungsvorrichtungen sind nicht dargestellt, da sie von an sich bekannter Bauart sind und insbesondere bei von der Anmelderin kon­ struierten Maschinen Einsatz finden. Die Maschine umfaßt im übrigen zwei weitere Arbeitseinheiten 9 (Fig. 1) ähnlich den Einheiten 7 und 8. Diese Arbeitseinheiten 9 werden von dem festen Anschlag 11 bzw. dem bewegli­ chen Anschlag 12 getragen. Die Arbeitseinheit 9 weist Werkzeuge 23c auf, die sich längs horizontaler Achsen erstrecken.

Gemäß Fig. 1, 2 und 4 unterscheidet sich die Arbeitseinheit 7 von der Arbeitseinheit 8, indem sie die erwähnte Arbeitsebene trägt. Wie bereits erwähnt, wird die Arbeitsebene von einer Mehrzahl von horizontalen Stan­ gen 13 definiert, die über eine Supportbaugruppe 41 der Arbeitseinheit 7 getragen wird. In den Zeichnungen trägt jede Arbeitseinheit 7 eine zuge­ ordnete Stange 13, doch ist dies nicht als Beschränkung zu verstehen, indem jede Einheit 7 ausgebildet ist, um zwei Stangen 13 zu tragen. Wie nachfolgend deutlicher wird, ist in der Maschine, um eine große Transla­ tionsbewegung des beweglichen Anschlags 12 zu ermöglichen, (beispiels­ weise im Falle der Bearbeitung von Werkstücken mit geringen Abmessungen in Richtung der Achse X) nahe dem Ständer 6 eine Parkzone für Arbeits­ einheiten 7 vorgesehen, die nicht Verwendung finden oder die eine Stö­ rung aufweisen. Da sich der bewegliche Anschlag 12 nach unten bis zu ei­ nem Niveau L erstreckt, das tiefer liegt als das genannte Niveau P, ist jede Baugruppe 41 mit einem System für die selektive Verlagerung der Stange 13 längs einer Achse parallel zur Achse Z versehen, derart, daß diese Stangen 13 auf ein Niveau gebracht werden können, das tiefer liegt als das Niveau L, und dies, um kein Hindernis für die Translationsbewe­ gung des beweglichen Anschlags 12 längs einer Achse parallel zur Achse X zu bilden. Mit anderen Worten, können die Stangen 13 aus einer Arbeits­ position, in der sie auf dem Niveau P liegen, in eine Ruheposition ver­ lagert werden, in der sie auf einem tieferen Niveau bezüglich des Ni­ veaus L sind.

Jede Baugruppe 41 umfaßt einen "U"-förmigen Korpus 42 mit ei­ nem Basisabschnitt 43, dessen Längsachse parallel zur Achse Y verläuft, und zwei seitliche Schenkelabschnitte 44, deren Längsachse parallel zur Achse Z verläuft, wobei das obere Ende der Abschnitte 44 die Stange 13 trägt. Von dem Abschnitt 43 erstrecken sich ein zentraler Fortsatz 45 mit einer Horizontalbohrung 46 und zwei seitliche Fortsätze 47 nach un­ ten. Die Baugruppe 41 umfaßt zwei vertikale Streben 48, die oben an ei­ nem entsprechenden seitlichen Fortsatz 47 befestigt sind und unten eine Ringnut 51 aufweisen, wobei ein zentraler Abschnitt der Strebe 48 in ei­ nem vertikalen Sitz 52 aufgenommen ist, ausgearbeitet in dem Korpus 33, und der Abschnitt der Strebe 48, der mit der Ringnut 51 versehen ist, außerhalb des Sitzes 52 unter dem Korpus 33 liegt. Die Baugruppe 41 um­ faßt ferner ein Organ 53 für das selektive Kuppeln bzw. Entkuppeln des Korpus 42 mit bzw. von der Traverse 24 und ein Organ 54 für das selekti­ ve Kuppeln bzw. Entkuppeln des Korpus 42 mit bzw. von dem Schlitten 21. Das Organ 53 umfaßt einen pneumatischen Betätiger 55, getragen von der Traverse 24, und mit einer horizontalen Kolbenstange 56, die aus einer Kupplungsposition, in der sie in die Bohrung 46 eingreift, in eine Ent­ kupplungsposition, in der sie nicht in die Bohrung 46 eingreift, verla­ gerbar ist. Das Organ 54 umfaßt zwei pneumatische Betätiger 57, einen für jede Strebe 48. Die Betätiger 57 sind von dem Schlitten 21 getragen und mit entsprechenden horizontalen Kolbenstangen 58 versehen, die axial verlagerbar sind zwischen zwei Positionen. Jede Kolbenstange 58 trägt über eine Platte 61 einen horizontalen Stift 62, der in einer ersten Po­ sition der Kolbenstange 58 von einer Seite in die Nut 51 eingreift und in einer zweiten Position der Kolbenstange 58 die Nut 51 freigibt.

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Maschine schließlich eine Elektronik­ einheit 63 für die Überwachung und Steuerung der Motoren 22 und 26. Mit dieser Steuereinheit 63 sind Sensoren 64 und 65 verbunden, um die Posi­ tion längs des entsprechenden Trägers 3 oder 4 der Arbeitseinheiten 7 und 8 bzw. die Axialposition der Wellen 31 und damit die Längsposition einer zur Achse Z parallelen Achse der Arbeitsköpfe 23 zu erfassen. Die­ se Sensoren 64 und 65 sind vorzugsweise von Codiergebern gebildet, ange­ bracht an den Motoren 22 und 26. In Fig. 1 ist auch der Anschlag 12 mo­ torisiert und zu diesem Zweck mit einem Motor 66 versehen, der von der Steuereinheit 63 gesteuert wird und damit die Position des Anschlags 12 längs des Trägers 4 bestimmt. Die Hydraulikmotoren 25 werden von einer Hydrauliksteuereinheit 67 gesteuert, die ihrerseits von der Steuerein­ heit 63 gesteuert wird. Die pneumatischen Betätiger 14a, 55 und 57 wer­ den von einer pneumatischen Steuereinheit 68 gesteuert, die ihrerseits von der elektronischen Steuereinheit 63 gesteuert ist.

Im Einsatz werden in Abhängigkeit von den Abmessungen des zu bearbeitenden Werkstücks 2, der Anzahl der im Werkstück 2 herzustellen­ den Löcher und der Zone des Werkstücks 2, in der die Löcher herzustellen sind, sich die Arbeitseinheiten 7 und 8 längs der entsprechenden Träger 3 und 4 einstellen. Nachdem die Arbeitsebene mit einem Werkstück 2 be­ schickt worden ist, wird zunächst das Werkstück 2 in Anschlag an den An­ schlägen 11 und 12 positioniert unter entsprechender Verlagerung des An­ schlags 12, und danach werden die Preßvorrichtungen 14 angesteuert, um das Werkstück 2 gegen die Arbeitsebene zu blockieren. Nacheinander bewe­ gen sich mittels der Motoren 26 die Arbeitsköpfe 23 in Richtung auf das zu bearbeitende Werkstück, und mittels der Motoren 25 werden die Bohr­ werkzeuge 23c angesteuert und erzeugen die Bohrungen bis zu der vorge­ schriebenen Tiefe. Während der Phase des Abbohrens bleiben die Stangen 13 auf einem festen Niveau, indem das Organ 54 die Kupplung des Korpus 42 mit dem Schlitten 21 bewirkt, der nicht für vertikale Translationsbe­ wegung freigegeben ist, und das Organ 53 realisiert die Entkupplung zwi­ schen dem Korpus 42 und der Traverse 24, die während der Phase des Boh­ rens ihrerseits längs einer Vertikalachse verlagert wird. Wenn man die Arbeitseinheit 7 in die oben erwähnte Parkzone bringen möchte, steuert man, um nicht die Verlagerung des Anschlags 12 längs des Trägers 4 zu behindern, mittels des Motors 26, natürlich in Abwesenheit eines Werk­ stücks 2 auf der Arbeitsebene, die Verlagerung nach oben der Traverse 24, bis die Kolbenstange 56 koaxial mit der Bohrung 46 ist, und man steuert den Betätiger 55, um das Einfügen der Kolbenstange 56 in die Bohrung 46 zu erzielen, und man steuert die Betätiger 57, um mittels der Kolbenstangen 58 das Eindringen des Stiftes 62 in die Nut 51 zu bestim­ men, und schließlich wird mittels des Motors 26 die Translation nach un­ ten der Traverse 24 bewirkt, welche hinten den Korpus 42 mit der ent­ sprechenden Stange 13 trägt. Wenn das Niveau der Stange 13 unter das Ni­ veau L abgesenkt ist, steuert man die Translation der Einheit 7 in Rich­ tung der Parkzone nahe dem Ständer 6.

Aus obiger Beschreibung werden die Vorteile deutlich, die bei Anwendung der vorliegenden Erfindung resultieren.

Insbesondere die Verwendung hydraulischer Motoren 25 für die Ansteuerung der Werkzeuge 23c bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich, wie die Verfügbarkeit einer höheren Leistung bei geringerem Raumbedarf im Vergleich mit gegenwärtig verwendeten Elektromotoren. Dabei ist fest­ zuhalten, daß Hydraulikmotoren eine Leistung proportional der Leistung größerer Elektromotoren liefern und die Leistungsübertragung größer ist bei gleichen Abmessungen. Dabei ist offensichtlich, daß mit größeren Ab­ messungen der Motoren auch die Abmessungen der Arbeitsköpfe zunehmen und damit auch der Abstand zwischen zwei benachbarten Arbeitseinheiten. Hy­ draulikmotoren 25 können in Linie mit dem Kopf 23 installiert werden und dadurch keine komplizierten Mechanismen für die Übertragung von dem Mo­ tor auf das Werkzeug 23c erfordern und dabei mit dem eigenen Gehäuse 25a auch die Funktion der Abstützung der Köpfe 23 erfüllen. Schließlich wei­ sen Hydraulikmotoren eine geringere Geräuschentwicklung im Vergleich mit Elektromotoren auf, indem sie keine Lüfterflügel für die Kühlung wie die letzteren benötigen.

Im übrigen wird eine Maschine realisiert, bei der die Verlage­ rung der Arbeitsköpfe 23 von einem Motor 26 bewirkt und von einem Sensor 65 gesteuert wird. Dies ermöglicht eine effiziente und schnelle Steue­ rung des Arbeitsweges der Werkzeuge 23c und dadurch eine extrem genaue Steuerung der Tiefe der im Werkstück 2 eingebrachten Bohrungen. Im übri­ gen benötigt die Maschine keine Endschalter, die jedesmal dann, wenn sich der Arbeitshub ändert, zu verstellen sind, und keine Dämpfer zum Dämpfen des Arbeitshubs der Arbeitseinheit entsprechend der Endperiode des Abbohrens, indem in der Zentraleinheit 63 programmierte Parameter die Länge der Werkzeuge 23c und die Tiefe der im Werkstück 2 herzustel­ lenden Löcher festhalten, derart, daß die Einheit 63 in angemessener Weise die Phase der Bearbeitung steuern kann. Die Verwendung des Motors 26 ermöglicht die Veränderung der Translationsgeschwindigkeit der Köpfe 23 in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Werkzeuge 23c und des Materials, aus dem das Werkstück 2 hergestellt ist, und in Abhängigkeit von dem Arbeitshub der Köpfe 23. Beispielsweise setzt sich der vollstän­ dige Arbeitsweg zusammen aus dem Leerhub des Kopfes 23, um sich mit dem entsprechenden Werkzeug 23c dem Werkstück 2 anzunähern, und dem Hub des Kopfes 23 während des Bohrens, so daß es offensichtlich ist, daß der er­ ste Hub von dem Kopf 23 mit einer erhöhten Geschwindigkeit durchlaufen werden kann, da es sich nicht um das Durchlaufen eines tatsächlichen Ar­ beitshubes handelt. Ferner unterscheidet sich die Maschine von den ge­ genwärtig gebräuchlichen dadurch, daß die Position des unteren Endschal­ ters des entsprechenden Kopfes relativ zum Werkstück feststehend ist und im Abstand von dem Werkstück, so daß es mit dem Motor 26 möglich ist, während des Herausziehens der Werkzeuge 23c aus dem Werkstück 2 den Kopf 23 auf ein Niveau zu bringen, in welchem die Spitze der Werkzeuge 23c sich unterhalb des Niveaus P befindet und auf diese Weise sehr nahe dem Werkstück 2, das bearbeitet wird. Mit den Motoren 26 ist es im übrigen möglich, effizienter und schneller den Arbeitshub der Werkzeuge 23c zu steuern, so daß sich eine höhere Produktivität ergibt, indem die Totzei­ ten minimal gehalten werden.

Die Maschine ist schließlich mit einem System für jede Ar­ beitseinheit 7 für das Absenken der Stangen 13 versehen, die in ihrer Gesamtheit die Arbeitsebene definieren. Wie oben beschrieben, ermöglicht das System, die Abmessungen der Arbeitsebene relativ zu den Abmessungen des Werkstücks 2, das zu bearbeiten ist, zu definieren, was eine bessere Manövrierbarkeit des beweglichen Anschlags 12 ermöglicht, wie auch das Parken einer nicht benutzten Arbeitseinheit 7 in einer entsprechenden Zone. Insgesamt ist die Maschine prädisponiert zum Bearbeiten auch von Werkstücken 2 mit verringerten Abmessungen, ohne daß es erforderlich wä­ re, längere Zeit die Maschine stillzusetzen, um Teile der Arbeitsebene zu demontieren, indem der Transfer der Arbeitseinheit 7 in die Parkposi­ tion ermöglicht wird.

Claims (12)

1. Werkzeugmaschine für das Bohren von Werkstücken (2), bei der drei Achsen (X, Y und Z) definiert sind, von denen eine erste Achse (X) horizontal verläuft und die Längsachse der Maschine bildet, eine zweite Achse (Y) horizontal und senkrecht zur ersten Achse (X) verläuft und eine dritte Achse (Z) vertikal verläuft, umfassend:
zwei horizontale Träger (3 und 4), einen unteren und einen oberen, die parallel zueinander und zur ersten Achse (X) sind,
eine Mehrzahl von von einem der Träger (3 oder 4) getragenen, längs der Längsachse des Trägers (3 oder 4) beweglichen und mit minde­ stens einem, mit Werkzeugen (23c) für das Bohren längs einer Vertikal­ achse eines Werkstücks (2) bestückten Arbeitskopf (23) versehenen ersten Arbeitseinheiten (7 oder 8),
eine horizontale Arbeitsebene (13), auf der das Werkstück (2) auf einem ersten Niveau (P) abgestützt ist,
wobei jede der ersten Arbeitseinheiten (7 oder 8) einen von einem zugeordneten Träger (3 oder 4) getragenen und längs dessen Läng­ sachse beweglichen Schlitten (21) umfaßt, und mindestens einer der von dem Schlitten getragenen und mit ihm längs der Längsachse des betreffen­ den Trägers (3 oder 4) beweglichen Arbeitsköpfe (23) unabhängig von dem Schlitten (21) längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Vertikal­ achse beweglich ist,
eine Vorrichtung (26 und 27) für das Steuern der Verlagerung längs der zur dritten Achse (Z) senkrechten Achse des Kopfes (23),
dadurch gekennzeichnet, daß sie für jeden der Köpfe (23) einen Hydraulikmotor (25) für den Antrieb der Werkzeuge (23c) umfaßt.

2. Maschine nach Anspruch 1, bei der die ersten Arbeitsein­ heiten (7) von dem unteren Träger (3) abgestützt sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie eine Mehrzahl zweiter Arbeitseinheiten (8), getragen von dem oberen Träger (4), umfaßt, die längs der Längsachse des oberen Trägers (4) beweglich sind und mit mindestens einem Arbeitskopf (23) versehen sind, der Werkzeuge (23c) für das Bohren längs einer Vertikal­ achse des Werkstücks (2) aufweist, welche zweiten Arbeitseinheiten (8) ähnlich den ersten Arbeitseinheiten (7) sind und demgemäß für jeden der Köpfe (23) einen Hydraulikmotor (25) für den Antrieb der Werkzeuge (23c) aufweisen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine dritte Arbeitseinheit (9) umfaßt, die einen mit mindestens einem Werkzeug (23c) für das Bohren längs einer Horizontal­ achse des Werkstücks (2) versehenen Arbeitskopf (23) aufweist.

4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikmotor (25) ein den Kopf (23) tragendes Gehäuse (25a) umfaßt.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) eine der genannten Steuervorrichtungen zugeordnet ist, welche einen ersten Motor (26) für das Bewirken der Verlagerung längs der zu der dritten Achse Z parallelen Vertikalachse des Kopfes (23) und eine Getriebebaugruppe (27) für die Übertragung der Bewegung des ersten Motors (26) auf den Kopf (23) um­ faßt.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Motor (26) eine umlaufende Welle (26a) mit einer horizontalen, parallel zur zweiten Achse (Y) verlaufenden Längsachse aufweist und daß die Getriebebaugruppe (27) ein 90°-Getriebe ist, in welchem die Drehbe­ wegung der Motorwelle (26a) um eine Horizontalachse in eine translatori­ sche Bewegung längs einer Vertikalachse des Kopfes (23) umgesetzt wird.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) zwei Köpfe (23) umfaßt und daß die Getriebebaugruppe (27) umfaßt:
eine längs ihrer eigenen Längsachse parallel zur der zweiten Achse Y bewegliche Welle (31), die im Innern des Schlittens (21) ange­ ordnet ist,
eine Übertragungskupplung (29), installiert zwischen der be­ weglichen Welle (31) und der Motorwelle (26a), um die Drehbewegung der Motorwelle (26a) in eine translatorische Bewegung der beweglichen Welle (31) umzusetzen,
zwei verzahnte Abschnitte (32), ausgebildet längs der bewegli­ chen Welle (31),
zwei Paare von Vertikalstäben (34), die längs einer Vertikal­ achse parallel zu der dritten Achse (Z) beweglich sind und ein entspre­ chendes oberes Ende (34a) für das Abstützen des Kopfes (23) aufweisen, einen verzahnten Abschnitt (35), ausgebildet auf jedem der vertikalen Stäbe (34),
einen in dem Schlitten (21) installierten Korpus (33), der in seinem Innern einen horizontalen Aufnahmesitz (33a) des verzahnten Ab­ schnitts (32) der beweglichen Welle (31) und vertikale Aufnahmesitze (33b) der verzahnten Abschnitte (35) der vertikalen Stäbe (34) aufweist, und
zwei Getrieberitzel (36) mit Horizontalachse, die in dem Kor­ pus (33) installiert sind und von denen jedes mit einem der verzahnten Abschnitte (32) der beweglichen Welle (31) und mit den verzahnten Ab­ schnitten (35) eines Paares der vertikalen Stäbe (34) kämmt.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß je­ der der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8) eine Horizontal­ traverse (24) parallel zu der zweiten Achse (Y) aufweist, getragen von dem Schlitten (21) und die Köpfe (23) abstützend, mit dem Schlitten (21) längs der Längsachse des entsprechenden Trägers (3 oder 4) beweglich, und unabhängig von dem Schlitten (21) längs einer zu der dritten Achse (Z) parallelen Vertikalachse beweglich, wobei das Gehäuse (25a) unten an der Traverse (24) befestigt ist und oben an dem entsprechenden Kopf (23).

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen ersten Ständer (5) für die Abstützung eines ersten Längsendes der Träger (3 und 4),
einen zweiten Ständer (6) für die Abstützung eines zweiten Längsendes der Träger (3 und 4),
einen Festanschlag (11), der nahe dem ersten Ständer (5) ange­ ordnet ist und an den sich eine erste Seitenkante des Werkstücks (2) an­ legt,
einen längs einer parallel zu der ersten Achse (X) verlaufen­ den Achse beweglichen Anschlag (12), der sich nach unten bis zu einem zweiten Niveau (L) unterhalb des ersten Niveaus (P) erstreckt, getragen von dem oberen Träger (4), und gegen den sich eine zweite, der ersten gegenüberliegende Seitenkante des Werkstücks (2) anlegt,
eine Mehrzahl von horizontalen Stangen (13), die die Arbeits­ ebene definieren und über eine Supportbaugruppe (41) der ersten Arbeits­ einheiten (7) abgestützt sind, und
Mittel zum Steuern der Verlagerung der horizontalen Stangen (13) aus einer Arbeitsposition, in der sie auf dem ersten Niveau (P) liegen, in eine Ruheposition, in der sie auf einem Niveau unterhalb des zweiten Niveaus (L) liegen.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel den ersten Motor (26) umfassen, die Getriebebaugruppe (27), ein erstes Organ (53) für das selektive Kuppeln bzw. Entkuppeln der Sup­ portbaugruppe (41) mit bzw. von einer Traverse (24) und ein zweites Or­ gan (55) für das selektive Kuppeln bzw. Entkuppeln der Supportbaugruppe (41) mit bzw. von dem Schlitten (21).

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß je­ de der ersten Arbeitseinheiten (7) mindestens einer der horizontalen Stangen (13) und einer der Supportbaugruppen (41) zugeordnet ist, und daß die Supportbaugruppe (41) ein "U"-förmiges Element (42) umfaßt, wel­ ches einen Basisabschnitt (43) mit einer Längsachse parallel zu der zweiten Achse (Y) sowie zwei seitliche Schenkelabschnitte (44) mit Längs­ achsen parallel zu der dritten Achse (Z) aufweist, wobei das obere Ende der seitlichen Schenkelabschnitte (44) eine der horizontalen Stangen (13) abstützt, wobei das erste Organ (53) einen ersten pneumatischen Be­ tätiger (55), getragen von der Traverse (24) und mit einer horizontalen Kolbenstange (56) umfaßt, die zwischen einer Kupplungsposition, in wel­ cher sie in eine Bohrung (46) des Elementes (42) eingreift, und einer Entkupplungsposition, in der sie aus der Bohrung (46) freikommt, verla­ gerbar ist, und wobei das zweite Organ (54) mindestens einen zweiten pneumatischen Betätiger (57) umfaßt, getragen von dem Schlitten (21) und versehen mit einer horizontalen Kolbenstange (58), die axial beweglich zwischen zwei Positionen ist, nämlich einer, in der das Element (42) me­ chanisch mit dem Schlitten (21) verbunden ist, und einer anderen für das Freimachen des Elementes (42) von dem Schlitten (21).

12. Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
eine Mehrzahl von zweiten Motoren (22) für die Bewegung der ersten und zweiten Arbeitseinheiten (7 und 8),
eine Mehrzahl von Sensoren (64 und 65) für das Ermitteln der Position längs des entsprechenden Trägers (3 oder 4) der Arbeitseinhei­ ten (7 und 8) bzw. der Axialpositionen der beweglichen Wellen (31) und damit der Position der Arbeitsköpfe (23) längs einer Achse parallel zur dritten Achse (Z),
eine Hydrauliksteuereinheit (67) für die Steuerung der Hydrau­ likmotoren (25),
eine Pneumatiksteuereinheit (68) für die Steuerung der Betäti­ ger (55 und 57) und
eine Elektroniksteuereinheit (63), mit der die Sensoren (64 und 65), die Versorgung der ersten und zweiten Motoren (22 und 26), die Hydrauliksteuereinheit (67) und die Pneumatiksteuereinheit (68) ver­ bunden sind.