DE2042912B2 - Programmgesteuerte koordinatenmaschine - Google Patents

Description

30 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

a) mindestens zwei in sich funktionsfähige Koordinatenbausteine, die aus einem Bett mit in diesem eingebauten Antrieb, Schlittenführung und auf das

Die Erfindung bezieht sich auf eine programm- Bett aufgesetztem Schlitten bestehen,

gesteuerte Koordinatenmaschine mit einem ersten, 35 b) einen Träger-Bauctein fn die zusammengefüg-

in einer Koordinatenrichtung verfahrbaren und auf ten Koordinaten-Bausteine, der durch eine Dreipunkt-

einem Bett ruhenden Schlitten und einem zweiten, auflage mit dem Bett einer der Koordinaten-B austei-

senkrecht zu dieser Richtung verfahrbaren Schlitten, ne verbunden ist,

der auf einem Portal ruht. c) einen den Träger-Baustein umschließenden,

Es ist bereits eine Koordinatenmaschine bekannt 40 kastenförmigen Verkleidungs-Baustein, der die erfor-

(Druckschrift »Koordinatentische« 4219.102; A22V/ derlichen elektronischen Bausteine für die numerische

0469, AEG), bei welcher ein auf dem Boden stehen- Steuerung der Koordinatenmaschine aufnimmt,

der Portalständer sowohl die X- als auch die Y-Ko- Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in

ordinatenelemente (Bett, Schlitten, Antrieb) trägt. der Zeichnung schematisch dargestellten Ausfüh-

Für die eine Koordinate (X) ist ein einen verfahrbaren 45 rungsbeispieles einer Zwei-Koordinatenmaschine

Schlitten tragendes Bett in bestimmter Höhe unter- näher erläutert. Sinngemäß kann die Maschine auch

halb des Portales an den beiden senkrechten Stand- mit mehr als zwei Koordinaten-Bausteinen ausgerü-

säulen des Portalständers befestigt, während für die stet werden. Es zeigt

andere Koordinate (Y) der Querbalken des Portales F i g. 1 eine Gesamtansicht der Koordinatenma-

als Bett herangezogen ist, auf welchem ebenfalls ein 50 schine,

verfahrbarer Schlitten ruht. Jedes Bett trägt einen F i g. 2 eine Schnittansicht der Koordinatenma-

Antriebsmotor, durch den über eine Kugelrollspin- schine,

del der jeweilige Schlitten verstellt wird. Die Stellung F i g. 3 eine Draufsicht auf den Ständer der Ma-

des Schlittens wird mittels eines Lagemeßwertgebers schine,

festgestellt, der mit der Kugelrollspindel gekuppelt 55 Fig.4 eine Schnittansicht des kastenförmigen

ist. Verkleidungs-Bausteines,

Der Portalständer ist also gleichzeitig Träger von F i g. 5 eine Draufsicht auf den offenen Verklei-

Bett, Schlitten und Antrieb für beide Koordinaten- dungs-Baustein,

richtungen. F i g. 6 die Möglichkeit der Führung des einzigen

Der Portalständer ist ein Maschinenbauelement 60 bewegten Kabels der Maschine,

relativ komplizierter Form, an welchem alle weite- F i g. 7 die Ausbildung des vom Ständer getrage-

ren Elemente (Betten, Schlitten) erst montiert werden nen Bettes.

müssen. Der Portalständer besteht aus zwei »Kän- Wie aus der F i g. 1 ersichtlich, besteht die Koordigurh«-Füßen, auf die das Bett für die Y-Richtung natenmaschine aus vier Bausteinen 1 bis 4, die einaufgesetzt ist. Die Auflagefläche der Füße für das Bett 65 fach herstellbar sind.

ist : clativ schmal, so daß der Portalständer in Y- Der Koordinaten-Baustein 1 umfaßt ein aus Grau-Richtung nur eine geringe Steifigkeit hat. Das lang- guß bestehendes Bett 5, auf dem ein verfahrbarer gestreckte Bett für die X-Richtung ist nur an den Schlitten 6 für die eine Koordinatenrichtung (X) ruht.

Das Innere des Bettes 5 ist durch Bälge 7,8 abge- Die einzeln für sich hergestellten Koordinaten-Bau-

deckt. Wie aus der Fipnr nicht weiter ersichtlich, sind steine 1 und 2 werden nach ihrer Zusammenfügung

zur Verstellung des Schlittens 6 im Bett 5 ein Motor- (bei 10) als eine Einheit auf einen von diesen Ko-

antrieb, eine Antriebsspindel, eine Schlittenführung ordinaten-Bausteinen völlig getrennten Tr-ger-Bau- und ein Lagemeßwertgeber für den Schlitten 6 an- s stein 3 aufgesetzt

geordnet. Der Träger-Baustein 3 erfordert keine hohe Prä-

Der X-Koordinaten-Baustein 1 kann für sich her- zision und kann als ein Schweißteil ausgebildet sein,

gestellt werden und liegt beim Zusammenbau der wobei auch dessen Auflagefläche für das Bett 5 des

Maschine bereits funktionsfähig vor. Koordinaten-Bausteines 1 nicht bearbeitet zu werden

Der Koordinaten-Baustein 2 umfaßt ein kurz- io braucht. Der Träger-Baustein 3 ist beispielsweise

strebiges Portalbett 9, welches bei 10 fest mit dem T-förmig ausgebildet, wie aus der F i g. 3 ersichtlich.

Bett 5 des Koordinaten-Bausteines 1 verbunden ist Die dem Koordinaten-Baustein 1 zugewandte Ober- Das Bett 9 trägt einen Schlitten 11 und im Bett ist fläche des Träger-Bausteines 3 hat drei Erhebungen

sbenfalls ein Motorantrieb für den Schlitten 11, eine 30,31,32, die als Kugelpfannen ausgebildet sind. In

meßwertgeber 12 für den Schlitten 11 eingebaut. geordnet, auf denen sich das Bett 5 des Koordina-

Der Y-Koordinaten-Baustcin 2 kann ebenso wie ten-Bausteines 1 abstütz' Für das Bett 5 liegt also

der X-Koordinaten-Baustein 1 für sich gesondert eine Dreipunktauflage vor, c'.urch die ein Verwinden

hergestellt werden und ist in sicn ebenfalls funk- des Bettes vermieden ist. Auch Beeinflussungen des

tionsfähig. 20 Träger-Bausteines 3 auf die Lage das Bettes 5 sind

Beide für sich hergestellte Koordinaten-Bausteine durch die Dreipunktlagerung des Bettes praktisch

1 und 2 werden fest miteinander verbunden (10), wo- vermieden.

bei der Koordinaten-Baustein 1 sozusagen der Träger Der Träger-Baustein 3 steht auf einem Boden 36

für den Koordinaten-Baustein 2 ist. und ist mit einstellbaren Tellerbeinen 37 ausgerüstet.

Der dritte Baustein 3 ist ein beispielsweise T-fönni- 25 Der Träger-Baustein 3 braucht nicht unbedingt ger Ständer, welcher auf dem Boden steht. Wie nicht T-förmig ausgebildet zu sein, sondern kann beispielsweiter ersichtlich, liegt das Bett 5 des Koordinaten- weise auch eine Η-Form haben.
Bausteines 1 über eine Dreipunktauflage auf dem Wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 er-Ständer 3 auf. sichtlich, ist der Träger-Baustein 3 von einem kasten-

Der Verkleidungs-Baustein 4 deckt den Träger- 30 förmigen Verkleidungs-Baustein 4 umschlossen, der Baustein 3 ab und trägt die für die numerische Steue- wiederum ein selbständiger Baustein ist. Der Baurung der Koordinatenmaschine notwendigen elektro- stein 4 dient neben der Verkleidung des Träger-Baunischen Bausteine 13. Steines 3 als Aufnahmegestell für die elektronischen

Die Maschine kann als Zeichen- und leichte Bausteine 13. Auch diese elektroni: chen Bausteine,

Werkzeugmaschine verwendet werden. Auf der senk- 35 wie beispielsweise Steuersinrichtungen, Verstärker,

rechten Fläche 14 des Schlittens 11 ist ein Werkzeug Netzteile und dergleichen, sind selbständige Einhei-

15 angeordnet, während auf die Oberfläche 16 des ten, die getrennt gefertigt werden können und funk-

Schlittens 6 das Zeichenmaterial bzw. das zu be- tionsfähig in den Verkleidungs-Baustein 4 eingesetzt

arbeitende Werkstück aufgespannt wird. werden.

Auch das Innere des Bettes 9 ist durch Bälge 17, 40 Wie aus der F i g. 5 ersichtlich, ergibt sich durch

18 abgedeckt. die T-Form des Träger-Bausteines 3 eine Trennwand

Wie aus der F i g. 2 ersichtlich, ist der Schlitten 11 innerhalb des Verkleidungs-Bausteines 4. Die beiden U-förmig ausgebildet, wodurch sich neben der Auf- sich durch den Längsbalken des Träger-Bausteines 3 spannfläche 14 eine weitere Aufspannfläche 19 er- ergebenden Räume sind durch die am Verkleidungsgibt. Für den Schlitten 11 sind Führungen 20, 21 45 Baustein 4 angeordneten elektronischen Bausteine 13 vorgesehen. Der U-förmige Schlitten 11 mit seinen ausgefüllt. Im sich durch den Querbalken des Träger-Führungen 20, 21 ergibt mit den heruntergezogenen Bausteines 3 ergebenden Raum 38 können Schütze, Schenkeln 22, 23 und den an diesen Schenkeln an- Sicherungen usw. untergebracht werden,
geordneten massebehafteten Werkzeugen einen tief- Der Verkleidungs-Baustein 4 ist ein Rahmengeliegenden Schwerpunkt, so daß die Belastung der 50 stell 39, dessen vier Seitenwände mit Stecktüren 40 Führungen bezüglich eines Kippens unkritisch wird. abgedeckt sind. Wie in der F i g. 5 angedeutet, sind

Zu beiden Seiten des Schlittens 6 des Bausteines 1 die elektronischen Bausteine 13 im Drehpunkt 41 sind in Verfahmchtung die Bälge 7, 8 angeordnet, die schwenkbar an einem Rahmen des Verkleidungsdie Führungen 24 für den Schlitten 6 abdecken. Der Bausteins 4 gelagert und können in Pfeilrichtung ausSchlitten 6 hat einen Lagerbock 25, der auf einer 55 geschwenkt werden. Die Bausteine 13 sind Rahmen Kugelrollspindel 26 sitzt, durch welche die Trans- mit Magazinen 43 und durch das Aasschwenken dielationsbewegung des Schlittens 6 erfolgt. Die Spin- ser Rahmen ist die Verdrahtungsrückseite der Magadel 26 ist im Bett 5 gelagert, das an einem Ende auch zine einfach zugänglich.

den Motorantrieb 27 und am anderen Ende einen Der Vei kleidungs-Baustein 4 hat eine Art Wan-Lagemeßwertgeber 28 für die Stellung des Tisches 6 60 ne 44, die etwa notwendige Kabel (Netzkabel) aufträgt, nimmt oder von der gegebenenfalls auch Kabel ab-

Dic gleiche Ausbildung von Antrieb, Kugelroll- gehen können.

spindel und Lagemeßwertgeber ist für den Schiit- Durch die im Verkleidungs-Baustein 4 angeordten 11 des Bausteines 2 vorgesehen, wobei lediglich neten elektronischen Bausteine 13 wird Wärme erder Lagemeßwertgeber 12 angedeutet ist. 65 zeugt. Um eine Wärmestrahlung auf das Bett 5 des

An Stelle der die Betten 5 und 9 abdeckenden Bälge Koordinaten-Bausteines 1 zu vermeiden, ist eine

7, 8 und 17,18 können sinngemäß auch Rollos ver- wärmeisolierende Platte 46 (F i g. 4) vorgesehen,

wendet werden. Eine Wärmeleitung auf die Maschinenbauelemente

der Koordinaten-Bausteine 1 und 2 ist damit nur noch über die Dreipunktlagerung 33 bis 35 (F i g. 3) möglich, die jedoch vernachlässigbar ist.

Sämtliche Bausteine 1 bis 4 und 13 sind für sich herstellbar und können auch für sich geprüft werden, so daß nach dem Zusammenbau jede weitere Prüfarbeit entfällt.

Die Montage der Koordinatenmaschine erfolgt derart, daß in einem ersten Schritt der T förmige Träger-Baustein 3 an einer gewünschten Stelle aufgestellt wird, worauf dann der Verkleidungs-Baustein 4 mit seinen funktionsfähigen elektronischen Bausteinen 13 über den Träger-Baustein 3 gestülpt wird, worauf der vollständige Koordinaten-Baustein 1 auf den Träger-Baustein 3 aufgesetzt wird und danach der voll- ständige Koordinaten-Baustein 2 auf die Befestigungsfläche 10 des Bettes S des Koordinaten-Bausteines 1 aufgesetzt wird und beide Betten S, 9 beispielsweise mittels Schrauben miteinander verbunden werden. ao

Die Antriebe 27, 29 für die Schlitten 6,11 können Gleichstromantriebe oder auch Schrittmotoren sein.

Da die Antriebe 27,29 fest an den Betten S, 9 sitzen und die elektronische Steuereinrichtung für diese Antriebe sich im ebenfalls feststehenden Verkleidungs-Baustein 4 befinden, sind keine bewegten Kabel vorhanden. Da auch die Lagemeßwertgeber 12, 28 fest an den Betten 5 und 9 sitzen und deren elektrische Signale der elektronischen Steuerung zugeführt werden, sind auch für diese Zuführung der Signale von den Gebern 12, 28 zur im Verkleidungs-Baustein 4 befindlichen elektronischen Steuerung 13 keine bewegten Kabel notwendig, sondern es erfolgt eine feste Verdrahtung.

Für die Bewegung der Schlitten 6,11 beider Koordinaten werden also keine flexiblen Kabel benötigt und ebenso für die Meldung der Lage dieser Schlitten.

D« einzige bewegliche Kabel ist bei Anwendung der Koordinatenmaschine als Zeichenmaschine oder Werkzeugmaschine ein Kabel, welches zum auf dem Schlitten 11 angeordneten Schreibwerkzeug 15 führt.

In der F i g. 6 ist eine Möglichkeit zur Führung eines derartigen Kabels dargestellt

Von der Maschine ist lediglich das portalförmige Bett 9 mit dem Antrieb 29, der Antriebsspindel 47, dem Tisch 11 and dem Lagemeßwertgeberll dargestellt.

Die Standstreben 48 des portalförmigen Bettes 9 _s„ sind hohl ausgebildet (siehe auch F i g. IA so daß das bewegte Kabel 49 durch eine Standstrebe geführt werden kann. Das Kabel 49 ist über einen Umlenkpunkt 50 geführt und ist mit seinem Ende 51 mit dem Schlitten 11 verbunden, auf welchem das nicht wei- _Μ ter dargestellte Werkzeug angeordnet ist Innerhalb des vertikalen Verlaufes des Kabels 49 ist ein Gewicht 52 angeordnet, welches das Kabel in jeder Läge des Schlittens 11 stramm hält Es ergibt sich durch diese Ausbildung eine Kabelschlau'e 53, die lose in den Verkleidungs-Baustein 4 hineinhängt, wobei das Kabelende 54 mit den entsprechenden Punkten der elektronischen Steuereinrichtung (Bausteine 13) verbunden ist.

In der F i g. 7 ist die Ausbildung des Bettes 5 des Koordinaten-Bausteines 1 dargestellt. Dieses Bett hat eine Präzisionsoberfläche für die Führung des Schlittens 6. Ferner sind Aufsetzflächen 10 als Standflächen für das senkrecht stehende Bett 9 des Koordinaten-Bausteines 2 vorgesehen. Mit 73 sind die IFührungsbahnen für den Schlitten 6 angedeutet. Das Bett 5 ist asymmetrisch ausgebildet und hat eine Aussparung 56. In dieser Aussparung kann ein Bedienungspult 57 angeordnet werden, welches sämtliche Bedienungselemente, die für die Steuerung der Koordinatenmaschine notwendig sind, enthält.

Auch dieses Bedienungspult 57 ist wiederum ein selbständiger Baustein. Es ist mit den Bausteinen 13 über festliegende Steckverbindungen verbunden. Das Bedienungspult 57 kann einfach vom Bett 5 entfern) werden und an einem beliebigen Ort aufgestellt werden. Das Pult 57 und die Maschine sind in diesem Falle über ein entsprechend ausgebildetes Kabel verbunden und die Maschine kann somit vom Standort c»es Pultes 57 fernbedient werden. Auch das Pult 37 kann wieder vollkommen für sich hergestellt und geprüft werden.

Wird ein Bedienungspult 57 nicht benötigt, etwa weil die Bedienungselemente für die Koordinatenmaschine bereits in anderen peripheren Geräten vorhanden sind, so wird in die Aussparung 56 ein Blindpult eingesetzt.

Durch die Anordnung der Betäügungsorgane füt die Koordinatenmaschine im Pult 57 ergibt sich dei Vorteil, daß die Koordinatenmaschine nicht unbedingt am Maschinenort betätigt werden muß, sondern es kann durch die Herausnahme des Betätigungspultes aus der Maschine auch eine Fernbetätigung derselben von einem beliebigen Ort aus erfolgen. Dies kann sinnvoll sein, wenn die Koordinjtenmaschine in einem Konstruktionsbüro steht und der Konstrukteur von seinem Arbeitstisch aus durch die Koordinatenmaschine eine Zeichnung anfertigen lassen will.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sämtliche für die numerische Steuerung der Maschine notwendigen Geräte in die Koordinatenmaschine eingebaut sind, si> daß die bisher für die Steuerung der Maschine benötigten Peripheriegeräte mit ihren notwendigen Kabelverbindungen zur Maschine entfallen. Andererseits ist durch das von der Maschine abnehmbare Bedienungspult auch erforderlichenfalls eine Fernbedienung der Maschine möglich. Die Koordinatenmaschine ist fernei so konzipiert, daß gegebenenfalls bereits vorhandene Geräte für die Steuerung der Maschine verwendet werden können, wobei dann die elektronischen Bausteine 13 und das Bedienungspult 57 entfallen. Da auf jeden Fall der Verkleidungs-Baustein 4 vorhanden ist, kann die Koordinatenmaschine auch nachträglich erst mit den die Steuerelektror>^:k enthaltenden elektronischen Bausteinen 13 ausgerüstet werden. Die Koordinatenmaschine kann also von ihrem Standort selbst oder auch von einem anderen Standort ans bequem bedient werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Füßen befestigt, so daß auch hier die Steifigkeit nicht

   Patentanspruch· ausreichend ist. Die Maschine ist also in beiden Ko-

   Programmgesteuerte Koordinatermaschine, ordinatenrichtungen relativ instabil. Die gegenseitige

   insbesondere Koordinatenzeichenmaschine, mit genaue Lage von X- zu Y-Schlitten kann nur durch

   einem ersten, in einer Koordinatenrichtung (X) S einen großen Meßaufwand erreicht werden, da das

   verfahrbaren, auf einem Bett ruhenden Schütten X-Bett in den Portalständer ledighch rwischen den

   und einem zweiten, senkrecht zu dieser Richtung relativ schmalen Füßen eingehängt wird, ohne daß

   verfahrbaren Schlitten (Y), der auf einem Portal von vornherein Mittel für die Lagefestlegung des

   ruht, dadurch gekennzeichnet, daß sie Bettes am Portalständer vorgesehen sind. Penphene-

   baukastenartig aus folgenden Einzelelementen zu- »o geräte, die zur automatischen Steuerung der Maschine

   sammengesetzt ist, die unabhängig voneinander benötigt werden, stehen an gesonderten Orten im

   herstellbar sind und je einen selbständigen Bauteil Aufstellungsraum der Maschine und sind über mehr

   bilden: oder weniger lange Kabel mit der Maschine verbun-

   a) mindestens zwei in sich funktionsfähige den. Die Herstellung von Zeichnungen erfolgt immer

   ir..-]:_.t~.k...^^.. (i, -»), -i;~ «... „:„„„ r>„*+ .„ _„u_ „:» u;if„ «nn iTnnrriinatrwranher.. so daß nro-

   (5, 9) mit in diesem eingebauten Antrieb (27,29), grammgesteuerte Koordinatenmaschinen auch mehr

   Schlittemuhrung (23,19, 20) und auf das Bett und mehr Eingang in Konstruktionsbüros finden. Die

   (5,9) aufgesetztem Schlitten (6,11) bestehen, bekannte Koordinatenmaschine ist hierfür wegen des

   b) ein Träger-Baustein (3) für die zusammen- notwendigen Flatzbedarfes für die Maschine und der gefügten Koordinaten-Bausteine (1, 2), der durch ao für diese notwendigen Steuergeräte nicht sehr geeine Dreipunktauflage (33 bis 35) mit dem Bett eignet.

   (5) einer der Koordinaten-Bausteine (1) verbun- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

   den ist, Koordinatenms-chine zu schaffen, die große Steifig-

   c) ein den Träger-Baustein (3) umschließender keit und damit hohe Genauigkeit hat, die rationell in kastenförmiger Verkleidungs-Baustein (4), der ge- as großen Stückzahlen herstellbar ist, wobei die Einzelgebenenfalls die erforderlichen elektronischen Maschinenbauelemente gut bearbeitbar sind und ein Bausteine *[T3) für die numerische Steuerung der einfacher Zusammenbau der Maschine möglich ist; Koordinatenmaschine aufnimmt. freiliegende zur Maschine führende Kabel sollen auf

   ein Minimum reduziert werden.