DE2640256C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an Bearbeitungs­ maschinen zum Halten und Ausrichten von in Bohrungen ein­ zuführenden Werkstücken oder Werkzeugen zylindrischer Grund­ form der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 38 24 674 bekannt und dient zum Einsetzen von Stiften in Bohrungen eines Werkstücks, wobei der Stift von einem Paar Halte­ armen getragen wird, die über ein Federgelenk mit dem Arbeitskopf verbunden sind. Aufgrund der ständigen Feder­ kupplung ist diese Vorrichtung nicht in der Lage, Vorgänge auszuführen, die eine starre Verbindung des Werkzeugs mit dem Kopf erfordern.

Eine weitere Vorrichtung zum Einsetzen eines Stiftes in eine Werkstückbohrung ist aus der US-PS 38 93 217 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der Stift von einer pneumatischen Einrichtung ergriffen, die auf einem Arbeitskopf mittels eines Kugelgelenks angebracht ist, das gewöhnlich fest in einer vorbestimmten Position verriegelt ist. Der Kopf wird von Servomotoren bewegt, die durch Signale von entlang von drei Koordinaten am Kopf erfühlter Kräfte gesteuert werden. Die Verriegelung wird unwirksam gemacht, indem die Stift- und die Lochachsen zueinander gekippt werden, wobei ebenfalls keine Vorgänge ausgeführt werden können, die eine starre Verbindung des Werkzeugs und des Kopfes erfordern.

Aus der US-PS 39 06 325 ist eine selbstanpassende Tastvor­ richtung bekannt, die dazu ausgelegt ist, ein bestimmtes Werkzeug vorbehaltlich einer gewissen Toleranz über eine vorgegebene Stelle eines Werkstücks zu positionieren und danach das Werkstück selbst in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Vorschrift abzutasten oder zu prüfen, bis das Werkzeug genau in der gewünschten Stellung angehalten wird. Diese bekannte Tastvorrichtung erfordert eine sehr ausge­ klügelte und teure elektronische Apparatur zum Ausführen der Relativbewegungen des Werkzeugs. Darüber hinaus weist diese Vorrichtung den Nachteil auf, daß sie so arbeitet, als sei sie mechanisch starr, so daß ein Ausfall der elektronischen Steuerung für den ordnungsgemäßen Betrieb zu Schäden führen kann.

Aus der DE-PS 14 02 999 ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Werkstücken mit einem Werkzeugträger bekannt, der in der Arbeitsstellung an seiner den Werkstücken abgewandten Seite abgestützt ist, wobei ein Elektromagnet vorgesehen ist, mit dem der Werkzeugträger in seiner Arbeitsstellung verriegelbar ist. Diese bekannte Vorrichtung eignet sich durch die stets starre Verbindung zwischen Arbeitskopf und Werkzeug nicht für solche Arbeiten, wo unter Berücksichti­ gung von Toleranzen das Werkzeug in Bohrungen eines Werk­ stücks einzuführen ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der auch Arbeitsvorgänge ausführbar sind, die eine starre Ver­ bindung des Werkstücks oder Werkzeugs erfordern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Anwendung der kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorschläge ermöglicht es, die Vorrichtung konstruktiv einfacher auszubilden und damit kostengünstiger zu fertigen, ohne daß dadurch eine Einbuße an Präzision der Arbeitsgänge und der Exaktheit der durchgeführten Bearbeitungen erfolgt. Überdies ist die Vorrichtung ihrer Flexibilität wegen vielschichtiger ein­ setzbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In den Fig. 1 bis 5 der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbei­ spiele dargestellt, welche nachstehend näher er­ läutert sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungszentrums, das die erfindungs­ gemäße Vorrichtung aufweist;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die erfindungs­ gemäße Vorrichtung in einer ersten Aus­ führungsform;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch die erfindungs­ gemäße Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 einen Radialschnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 ein Diagramm des Steuerungssystems des Bearbeitungszentrums nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 erkennbar, ist das Gestell 11 der erfindungs­ gemäß gestalteten Bearbeitungsmaschine mit einem feststehen­ den Arbeitstisch 12 ausgerüstet, auf dem ein zu bearbeiten­ des Werkstück 10 befestigt ist. An dem Gestell 11 befinden sich zwei vordere, von einer Schiene 15 überspannte auf­ rechte Pfosten 13. An der Rückseite des Gestells 11 sind die Seitenwände 14 mit der Rückwand 140 verbunden, die am oberen Rand eine zweite Schiene 15 mit einer Zahnstange 16 trägt. Auf den Schienen 15 laufen mehrere Längsträger 22 mit ihren an deren Enden angeordneten Laufwerken 17. Das Laufwerk 17 am hinteren Ende eines jeden Trägers 22 weist einen Schrittmotor 20 auf, dessen Antriebsritzel 19 mit der Zahnstange 16 in Eingriff steht. Die Bewegung der Längs­ träger 22 durch den Schrittmotor 20 entlang der X-Achse wird durch die Steuereinheit 21 gesteuert.

Auf den entlang der Y-Achse verlaufenden Längsträgern 22 sind die die Arbeitsköpfe 25 tragenden Schlitten 24 beweg­ bar. Zu diesem Zweck befinden sich an den Längsträgern 22 Zahnstangen 26, in welche das Antriebsritzel 27 des ebenfalls durch die Steuereinheit 21 gesteuerten Schritt­ motors 28 eines jeden Schlittens 24 eingreift.

Jeder Schlitten 24 trägt einen weiteren, ebenfalls von der Steuereinheit 21 gesteuerten Schrittmotor 32, dessen Antriebsritzel 31 zur Bewegung des Arbeitskopfes 25 entlang der Z-Achse in eine an dem Schaft 34 angebrachte Zahnstange 33 eingreift. In dem Schaft 34 ist eine Welle 36 drehbar gelagert und über ein Getriebe 37 mit einem Elektromotor 38 zur Drehung eines von einem Werkzeughalter 40 getrage­ nen Werkzeugs 39 verbunden. Der Werkzeughalter 40 ist in der nachstehend beschriebenen Weise von dem Arbeitskopf 25 trennbar bzw. mit diesem kuppelbar.

Der Wechsel des Werkzeughalters 40 entsprechend den aus­ zuführenden Bearbeitungsvorgängen geschieht automatisch. Zu diesem Zweck sind an der Rückwand 140 (Fig. 1) Halte­ rungen 41 angebracht, an welchen die verschiedenen zu ver­ wendenden Werkzeughalter 40 an vorbestimmten Plätzen abge­ legt sind. Zwei Programmeinheiten 42 (Fig. 5) können die Steuereinheit 21 mit der von den Schrittmotoren 20, 28 und 32 benötigten Informationen versorgen, damit jeder Arbeits­ kopf 25 ein zu wechselndes Werkzeug 39 mit seinem Werkzeug­ halter 40 an dem entsprechenden Platz ablegen, nach einem neuen Werkzeughalter 40 suchen, diesen aus der Halterung 41 herausnehmen und den Arbeitskopf 25 in die gewünschte Stellung in bezug auf das zu bearbeitende Werkstück 10 bringen kann.

Die beiden Programmeinheiten 42 werden über ein Datenver­ arbeitungsgerät 43, beispielsweise einen Computer, ge­ steuert. Mittels der Speichereinheiten 221, die durch eine Handsteuerung mit einem Flip-Flop 222 betätigt werden können, läßt sich das Programm für einen jeden Arbeitskopf 25 aufzeichnen.

Der Werkzeughalter 40 (Fig. 2) ist mit dem Arbeitskopf 25 über eine Kupplung 45 verbindbar, die entweder freigegeben werden kann, um eine gewisse radiale Verschiebung des Werk­ zeughalters 40 in bezug auf den Kopf 25 zu ermöglichen, oder festgeklemmt werden kann, um den Werkzeughalter 40 starr mit dem Kopf 25 zu verbinden. Die Kupplung 45 weist ein erstes, aus einer an dem Schaft 34 befestigten Muffe 46 bestehendes Element auf. Die Muffe 46 trägt am Boden einen Bronzering 47 mit einer ebenen Lagerfläche, die eine Ebene 48 für ein zweites Element der Kupplung 45 bildet, das aus einer Scheibe 52 des Werkzeughalters 40 besteht.

Darüber hinaus befindet sich in der Muffe 46 ein Elektro­ magnet 49 mit einer Wicklung 50, die über die Steuerein­ heit 21 (Fig. 5) mit zwei verschiedenen Spannungen erregt werden kann, nämlich mit einer ersten Spannung von 8 Volt und einer zweiten Spannung von 24 Volt.

Zwischen dem Kern 51 der Wicklung 50 des Elektromagneten 49 und der Scheibe 52 des Werkzeughalters 40 befindet sich ein Luftspalt. Die Scheibe 52 ist mit zwei Bohrungen 53 versehen, in die zwei am Kern 51 des Elektromagneten 49 in einander diametral gegenüberliegenden Stellungen be­ befestigte Axialstifte eingreifen können. Der Durch­ messer der Bohrungen 53 ist größer als der der Stifte 54, so daß eine gewisse radiale Bewegung des Werkzeughalters 40 in bezug auf die Achse der Muffe 46 möglich ist.

Der Werkzeughalter 40 für das Werkzeug 39 ist weiterhin mit einem Schaft 56 versehen, der mit der Spindelhülse 57 des Kopfes 25 kuppelbar ist, die an ihrem oberen Ende mit zwei um 180° gegeneinander versetzten, schraubenförmigen Nuten 58 versehen ist.

Das untere Ende der Welle 36 ist mittels eines Universal­ gelenks 61 mit einem Bolzen 60 verbunden, der in die Axial­ bohrung in der Spindel 57 eingreift und dessen radiale Zapfen 59 in die Spiralnuten eingreifen. In der Axialboh­ rung in der Spindel 57 befindet sich eine Druckfeder 62, die die Spindel 57 stets nach unten drückt.

Der koaxiale Schaft 56 des Werkzeughalters 40 ist mit zwei Radialstiften 63 versehen, die in zwei Nuten 64 in der Stirnfläche der Spindel 57 eingreifen, um das Werkzeug 39 bei der Drehung der Antriebswelle 36 mitzunehmen. Eine Reihe von mittels eines elastischen Rings 67 gehaltenen Kugeln 66 dient dazu, den Werkzeughalter 40 koaxial zu halten, wenn der Elektromagnet 49 nicht voll erregt ist.

In der Muffe 46 befindet sich weiterhin eine Ringleitung 68, die über eine elastische Leitung 69 mit Druckluft versorgt wird. Mit der Ringleitung 68 stehen vier axiale Bohrungen 71 in dem Bronzering 47 mit Düsen 72 am unteren Ende in Verbindung, so daß durch die aus den Düsen 72 aus­ tretende Druckluft ein Luftlager oder -kissen zwischen der Fläche 48 des Ringes 47 und der entsprechenden Fläche der Scheibe 52 gebildet wird.

Schließlich befindet sich in dem Ring 47 ein Sensor 73, der das Vorhandensein eines Werkzeughalters 40 signalisieren und sowohl die Zufuhr von Druckluft als auch die Erregung des Elektromagneten 49 beenden kann, sobald ein Werkzeug­ halter 40 mit dem Kopf 25 verbunden ist.

Die Vorrichtung zum Halten und Ausrichten von in Bohrungen einzuführenden Werkzeugen gemäß Fig. 2 arbeitet in folgen­ der Weise:

Wenn der Arbeitskopf 25 mit dem auf der Halterung 41 abge­ legten und aufzunehmenden neuen Werkzeughalter 40 in koaxiale Übereinstimmung gebracht ist, ist dieser bereits so ausgerichtet, daß die Bohrungen 53 in der Scheibe 52 in Übereinstimmung mit den Axialstiften 54 stehen (Fig. 2); dabei kann die Spindel 57 jede Winkelstellung in bezug auf den Schaft 56 einnehmen. Wenn die Radialstifte 63 nicht in die Nuten 64 eingreifen, wird die Spindel 57 entgegen der Wirkung der Feder 62 nach oben geschoben. Die mit den Zapfen 59 zusammenwirkenden schraubenförmigen Nuten 58 ver­ anlassen dann die Spindel 57 sich zu drehen, bis die Nuten 64 zu den Stiften 63 ausgerichtet sind. Die Feder 62 ver­ anlaßt dann die Hülse 57 sich nach unten zu bewegen, die Kraft des federnden Ringes 67 zu überwinden, um die in Fig. 2 dargestellte Stellung zu erreichen.

Die Steuereinheit 21 (Fig. 5) bewirkt dann die Erregung des Elektromagneten 49 mit einer Spannung von 8 Volt und veranlaßt die Einleitung von Druckluft in die Leitungen 68, 69 und 71. Der Luftdruck wird so reguliert, daß die aus den Düsen 72 austretenden Luftströme die Wirkung des Elektromagneten 49 fast ausgleichen. Der Elektromagnet 49 hält daher den Werkzeughalter 40 zurück; es kann jedoch eine Radialbewegung des Werkzeughalters innerhalb der durch die Bohrungen 53 ermöglichten Grenzen stattfinden, unter­ stützt von dem Luftlager zwischen den Teilen 48 und 52. Diese Bewegung wird auch auf die Spindel 57 und den Bolzen 60 übertragen, während die Welle 36 dank des Universal- Gelenks 61 unbeweglich bleiben kann.

Wenn der Werkzeughalter 40 auf diese Weise mit dem Arbeits­ kopf 25 verbunden ist, wird dieser unter Steuerung durch die Steuereinheiten 21 und 42 (Fig. 5) entlang der X- und Y-Achse bewegt, bis er die gewünschte Stellung über dem Werkstück 10 (Fig. 2) erreicht hat, beispielsweise über der Bohrung einer Bohrbuchse 75 über dem Werkstück 10.

Der Arbeitskopf 25 wird sodann durch den Schrittmotor 32 nach unten bewegt, um das Werkzeug 39 in die Bohrung der Bohrbuchse einzuführen. Wenn das Werkzeug 39 nicht genau gegenüber der Bohrung ausgerichtet ist, verursacht das Ein­ setzen eine radiale Verschiebung des Werkzeugs 39 in bezug auf die Welle 36. Sobald das Werkzeug 39 die gewünschte Stellung erreicht hat, hält der Schrittmotor 32 an. Durch ein Signal der Steuereinheit 21 wird die Erregung des Elektromagneten 49 mit einer Spannung von 24 Volt und die gleichzeitige Beendigung der Luftzufuhr zu der Leitung 69 bewirkt. Der Werkzeughalter 40 bleibt auf diese Weise starr mit der Muffe 46 verbunden und der Antriebsmotor 38 der Arbeitswelle 36 kann zur Bearbeitung eingeschaltet werden.

Nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs wird der Arbeits­ kopf 25 zuerst angehoben und dann fortbewegt, um den Werk­ zeughalter 40 zwecks Ablage über die Halterung 41 zu ver­ bringen. Der Elektromagnet 49 wird völlig entregt und durch die Düsen 72 Druckluft geschickt, die eine Trennung des Werkzeughalters 40 von dem Arbeitskopf 25 bewirkt, wodurch dieser dann an dem ihm zugeordneten Platz der Halterung 41 (Fig. 1) abgesetzt wird.

Der gegenüber dem Arbeitskopf 25 modifizierte Arbeitskopf 25′ einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist in der Lage, einen Werkstückhalter 88 zu tragen. An dem vom Arbeitskopf 25′ getragenen, vertikal bewegbaren Schaft 34′ (Fig. 3) ist eine Muffe 77 befestigt, an der ein Bronzering 78 sitzt, in welchem sich vier Axialbohrungen 79 mit einer Düse 81 am unteren Ende befinden, in die über eine Ring­ leitung 80 Druckluft eingespeist werden kann.

Die Muffe 77 trägt einen Elektromagneten 49 ähnlich dem am Arbeitskopf 25 nach Fig. 2, dessen Magnetkreis eine mit einem Werkstückhalter 88 verbundene Scheibe 87 aufweist. Die Scheibe 87 trägt eine Hülse 89, in deren Bohrung inner­ halb gewisser Grenzen ein mit einer Scheibe 92 des Werk­ stückhalters 88 verbundener Stempel 91 axial bewegbar ist. Drehbewegungen der Scheibe 87 werden mit Hilfe eines in eine Bohrung 94 in der Scheibe 87 eingreifenden Stiftes 93 an der Scheibe 92 auf diese übertragen. Der Stempel 91 ist mit einem Kopf 96 versehen, der von oben her durch einen Sensor 97 für die Z-Achse abgetastet werden kann. Zwischen dem Kopf 96 und der Schulter 98 der Hülse 89 ist eine Druckfeder 99 und zwischen der Scheibe 92 und der Hülse 89 eine zweite Feder 101 angeordnet. Die Wirkung der Feder 99 ist stärker als die der Feder 101, was zur Folge hat, daß der Werkstückhalter 88 normalerweise die höhere Lage (Fig. 3) einnimmt.

Die Scheibe 87 ist mit zwei diametral einander gegenüber­ liegenden Bohrungen 102 (Fig. 4) versehen, die mit einem gewissen Spiel mit einem Paar vom Ring 78 getragenen starren Stiften 103 in Eingriff treten können. In dem Ring 78 sind außerdem zwei federnde Stifte 104 angeordnet, die sich ebenfalls diametral gegenüberliegen und mit den Stiften 103 abwechseln. Jeder an einem Kolben 106 befestigte Stift 104 ist axial beweglich in einer Bohrung 107 im Ring 78 (Fig. 3) gelagert und durch eine nach unten wirkende Druck­ feder 108 vorgespannt. Die Stifte 104 sind so beschaffen, daß sie immer dann in Bohrungen 109 in der Scheibe 87 ein­ greifen, wenn sich das durch letztere getragene Greifwerk­ zeug 130 nur entlang der X-Achse bewegen soll.

Zwischen der Unterseite der Kolben 106 und dem Boden der Bohrungen 107 befindet sich eine über die radialen Kanäle 111 und eine Ringleitung 112 gespeiste Luftkammer 110, welcher die Druckluft durch eine Leitung 113 (Fig. 3) zuge­ führt wird.

Vier hohle an Kolben 117 sitzende Zentrierstempel 116, die radial um 90° zueinander versetzt angeordnet und axial be­ weglich in einer zylindrischen Bohrung 118 gelagert sind, können mit einer zylindrischen Umfangsfläche 114 des Kopfes 96 zusammenwirken. Eine Feder 119 spannt jeden Kolben 117 nach innen vor; Druckluft wird durch die Leitungen 122, 123 in eine ringförmige Kammer 121 eingeleitet. Jeder Kolben 117 liegt normalerweise an einem Ring 125 an (Fig. 3), so daß ein Spielraum zwischen dem Ende des Zentrierstempels 116 und der Umfangsfläche 114 verbleibt. Zwei der zu den X- und Y-Achsen um 90° zueinander versetzt angeordneten Stempel 116 nehmen einen Sensor 126 entsprechend dem Sensor 97 auf.

Der Werkstückhalter 88 weist einen Kolben 127 auf, der mittels Druckluft vertikal beweglich und am unteren Ende mit einer Ringnut 128 versehen ist, in die die Arme 129 zweier Winkelhebel 131 einer Klemm- bzw. Greifzange 130 eingreifen. Die Winkelhebel 131 sind um die Bolzen 132 am Werkstückhalter 88 schwenkbar gelagert und können mit ihren Klemm- bzw. Greifbacken 131 a einen Zapfen 133 er­ greifen, der in eine Bohrung 134 in einem Werkstück 135 eingesetzt werden soll.

Der Arbeitskopf 25′ gemäß Fig. 3 und 4 arbeitet auf folgende Weise:

Unter der Annahme, daß der Werkstückhalter 88 sich nur in der X- und in der Y-Richtung bewegen soll, sind die Bohrungen 109 nicht betroffen. Zuerst veranlaßt die Programmeinheit 42 der Steuereinheit 21 (Fig. 5) eine Verschiebung des Arbeitskopfes 25′, um diesen in die entsprechende Lage zu dem in der Halterung 41 abgelegten, ausgewählten Werkstück­ halter 88 zu bringen (Fig. 1). Danach veranlaßt die Steuer­ einheit 21 (Fig. 5), daß Druckluft in die Leitungen 113, 112 und 111 geschickt wird, um die Stifte 104 zurückzuziehen und den Elektromagneten 49 mit einer Spannung von 8 Volt zu erregen, wodurch die Scheibe 87 mit dem Arbeitskopf 25 verbunden wird.

Die auf die Kolben 117 wirkenden Federn 119 bewirken eine erste Zentrierung des Werkstückhalterstempels 91 gegenüber dem Arbeitskopf 25′. Durch Einleiten von Druckluft in die Leitungen 123 und 122 werden die vier Stempel 116 zurück­ gezogen und strömt Druckluft aus den Düsen 81 aus, um die Scheibe 87 gegenüber dem Arbeitskopf 25′ leicht bewegbar zu machen. Dann veranlaßt die Programmeinheit 42 mittels der Steuereinheit 21, daß der Werkstückhalter 88 zu einem (nicht dargestellten) Werkstückmagazin bewegt wird, wo eine Mehr­ zahl von Zapfen 133 aufnahmebereit positioniert ist. Bei einer Bewegung des Kolbens 127 nach oben wird die Greif­ zange 130 geöffnet, um einen Zapfen 133 zu ergreifen. Befindet sich die Greifzange 130 nicht koaxial zum Zapfen 133, verschiebt sich beim Schließen der Greifbacken 131 a der Werkstückhalter 88 gegenüber dem Arbeitskopf 25′, da eine feste Ankopplung noch nicht erfolgt ist.

Nach der Aufnahme eines Zapfens 133 wird der Arbeitskopf 25′ nach oben bewegt und die Druckluft aus den Leitungen 123 und 122 abgelassen. Mit Hilfe der Zentrierstempel 116 erfolgt sodann eine Zentrierung des Stempels 91 und damit des Werkstückhalters 88. Durch Erregung des Elektromagneten 49 mittels einer Spannung von 24 Volt nach der Druckluft­ abschaltung wird der Werkstückhalter 88 starr mit dem Arbeitskopf 25′ verbunden.

Der Arbeitskopf 25′ wird anschließend in eine entsprechende Lage koaxial zu der Bohrung 134 gebracht, in die der Zapfen 133 eingesetzt werden soll. Wenn die aufgrund des Befehls der Steuereinheit 21 erreichte Lage nicht genau der gewünschten Lage entspricht, beginnt eine durch die drei Sensoren 97 und 126 gesteuerte Suchbewegung, wobei die Sensoren wahlweise durch die Steuereinheit 21 über den zugeordneten Multiplexer 136 aktiviert und die entsprechen­ den, durch einen Umwandler 137 in numerische Werte umge­ wandelten Daten dem Computer 43 zugeführt werden. Die einer Spirale folgende Suchbewegung des Arbeitskopfes 25 wird von dem Computer 43 gesteuert.

Diese Suchbewegung läuft in folgender Weise ab:

Stößt der Zapfen 133 gegen die Oberfläche des Werkstücks 135, wird die Feder 101 zusammengedrückt und der Kopf 96 nach oben bewegt. Dadurch gibt der Sensor 97 ein Signal ab, das den Suchvorgang auslöst. Die Feder 101 könnte auch aufgrund anderer Ursachen gespannt werden, beispielsweise weil kein Zapfen ergriffen worden ist oder die Suche nach der Bohrung 134 erfolglos blieb oder dgl. Der Sensor 97 erzeugt dann so viele wiederholte Signalfolgen des Zyklus wie er­ forderlich. Wenn die gewünschte Stellung erreicht ist, was durch den Sensor 97 signalisiert wird, wird der Zapfen 133 in die Bohrung eingesetzt und die Greifzange 131 geöffnet. Ist die Bohrung 134 am oberen Rand oder der Zapfen 133 am unteren Ende mit einer Abrundung oder dgl. geeigneten Ein­ führhilfe versehen, könnte die Suchbewegung unterbleiben, da es dann genügt, den Elektromagneten 49 mit 8 Volt zu erregen und das Luftlager aufrechtzuerhalten.

Das Absetzen des Werkstückhalters 88 in die Halterung 41 geschieht in der bereits beschriebenen Art und Weise.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Erregung des Elektro­ magneten 49 mittels zweier unterschiedlicher Spannungen zwei unterschiedliche Bedingungen für das Ankuppeln entweder eines Werkzeughalters 40 oder eines Werkstückhalters 88 schafft, um einerseits eine gewisse Verschiebung in bezug auf den Arbeitskopf 25 bzw. 25′ zu ermöglichen und anderer­ seits eine feste, insbesondere drehfeste Verbindung zu gewährleisten. Der Elektromagtnet 49 kann gegebenenfalls auch durch andere mechanische oder fluiddynamische Einrich­ tungen ersetzt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung an Bearbeitungsmaschinen zum Halten und Aus­ richten von in Bohrungen einzuführenden Werkzeugen oder von Werkstücken zylindrischer Grundform, mit einem mit einer gewissen Annäherung in bezug auf eine ausgewählte Position eines stationären Werkstücks einstellbaren Ar­ beitskopf mit Stellungs- bzw. Lagesensoren für die Koordi­ naten X, Y und Z eines karthesischen Koordinatensystems, und mit einem mit diesem mittels einer Kupplung verbunde­ nen Werkzeug- bzw. Werkstückhalter für das zylindrische Werkzeug bzw. Werkstück, welche auf das stationäre Werk­ stück zu und diesem gegenüber beweg- und positionierbar sind, um das Werkzeug bzw. Werkstück in eine ausgewählte Bohrung einzuführen, wobei die Kupplung ein mit der An­ triebswelle des Arbeitskopfes verbundenes, antreibendes Kupplungsteil und der Werkzeug- bzw. Werkstückhalter ein mit diesem kuppelbares angetriebenes Kupplungsteil auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (45) einen Elektromagneten (49) aufweist, der mittels einer steuer­ einheit (21) in Abhängigkeit von den Stellungssensoren (97, 126) mit einer ersten Spannung erregbar ist, bei der ein Koppeln des angetriebenen Teils (52, 87) mit dem an­ treibenden Teil (47, 78) erfolgt, und eine Verstellbewe­ gung in der Radialebene (48) bei Ineingriffkommen des treibenden Teil (47, 78) erfolgt, und eine Verstellbewe­ gung in der Radialebene (48) bei Ineingriffkommen des zylindrischen Werkzeugs (39) oder Werkstücks (133) mit der ausgewählten Bohrung (75, 134) gestattet, und der mit einer zweiten, unterschiedlichen Spannung erregbar ist, wodurch das angetriebene Teil mit dem antreibenden Teil fest verbunden wird, sobald das zylindrische Werkzeug oder Werkstück gegenüber der ausgewählten Bohrung axial ausge­ richtet ist, wobei die Kupplung (45) Stifte (54, 103) aufweist, die mit Spiel in Führungen (53, 102) eingreifen, so daß die Verstellbewegung des angetriebenen Teils (52, 87) in bezug auf das antreibende Teil (47, 78) innerhalb dieses Spiels erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Kupplungsteil einen Ring (47) mit einer zur Ebene (48) parallelen, ebenen Lagerfläche zum Kupp­ lungseingriff mit einer Scheibe (52) des angetriebenen Kupplungsteils umfaßt, und daß im Ring (47) in die Lager­ fläche mündende Düsen (72) angeordnet sind, die über ein Leitungssystem (68, 69, 71) an eine Druckluftquelle ange­ schlossen sind, wodurch zwischen der antriebsseitigen Lagerfläche und der Scheibe des angetriebenen Kupplungs­ teils wahlweise ein die Wirkung des Elektromagneten weit­ gehend kompensierendes Luftkissen erzeugbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (49) im Ring (47) koaxial angeordnet ist und einen zwischen der Lagerfläche des Rings (47) und der Scheibe (52) des angetriebenen Kupplungsteils liegenden Luftspalt aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß im Ring (47) des antreibenden Kupplungsteils ein Sensor (73) zum Erfühlen der Werkstückstellung vorgesehen ist, wobei die Ersterregung des Elektromagneten (49) und die Luftzufuhr zu den Düsen (72) im Ring (47) in Abhängig­ keit von einem Sensorsignal abschaltbar ist, solange das Werkzeughalteteil (40) mit dem Arbeitskopf (25) fest ver­ bunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Werkzeug durch eine drehbare Spindel angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren, mit dem Werkzeug (39) verbundenen Teil (60) der Antriebsspindel und dem oberen Teil der Spindel (36) ein Gelenkstück (61) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaft (56) am oberen Ende des angetriebenen Kupp­ lungsteils (52) in eine Axialbohrung in der mit dem Bolzen (60) am unteren Ende der Antriebsspindel (36) gekuppelte Spindelhülse (57) eingreift, die sich in bezug auf das antreibende Kupplungsteil so drehen und axial bewegen kann, daß dadurch ein Eingreifen der Stifte (54) in die Führungen (53) ermöglicht ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spindel (36) von einem von dem Kopf (25) getragenen Motor (38) antreibbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mit Spiel in die in der im einen Kupplungsteil vorhandenen Führungen (102) ein­ greifenden und im anderen Kupplungsteil fest angebrachten Stiften (103) zwei diametral einander gegenüberliegende, federnde und unter pneumatischer Steuerung zurückziehbare Stifte (104) angeordnet sind, die immer dann in Führungen (109) des gegenüberliegenden Kupplungsteils eingreifen, wenn sich das Werkstück (133) ausschließlich entlang einer vorbestimmten Geraden lotrecht zur Bohrungsachse bewegen soll.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zentrierung des Werkstückhalters (88) radial zuein­ ander versetzt angeordnete druckluftbeaufschlagbare Zylin­ der-Kolbenanordnungen (116-118) vorgesehen sind, die am oberen, freien Ende eines mit dem Werkstückhalter (88) verbundenen Stempels (91) angreifen, und die Stellungssen­ soren (126) in wenigstens einem der in Richtung der X- und der Y-Koordinate liegenden Kolben (117) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (88) eine pneuma­ tisch betätigbare Greif- bzw. Klemmzange (130) zum Ergrei­ fen des Werkstücks (133) aufweist.