DE2905930C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der FR-PS 22 35 761 bekannt. Bei der bekannten Maschine ist das Werkzeug auf horizontalen Führungsschienen freitragend gehalten, was bei ungenauer Justierung der Schienen zu einer großen Fehlerübersetzung im Bereich des Werkzeuges führen kann. Ferner ist bei einer solchen freitragenden Anordnung des Werkstückes die Reichweite in der betreffen­ den Koordinatenrichtung stets kleiner als bei beidseitig abgestützter Ausführung. Schließlich sind bei der bekann­ ten Maschine die Führungsschienen relativ weit unterhalb der Tischplatte angeordnet und der darauf aufruhende Werk­ zeugträger ist in Form eines C-förmigen Gestelles um die Tischplatte herumgeführt. Da dabei der das Werkzeug ta­ gende Arm des Gestelles aus Stabilitätsgründen wiederum nicht allzu weit oberhalb der Tischplatte liegen darf, können mit der bekannten Maschine nur relativ niedrige Werkstücke, die auf der Tischplatte gehaltert sind, bear­ beitet werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Werk­ zeugmaschine so zu verbessern, daß sich einerseits eine stabile und verwindungssteife Kreuzschlittenanordnung ergibt, mit der andererseits auch hohe, unter der Schlit­ tenkonstruktion angeordnete Werkstücke präzise bearbeitet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 und 3.

Bei einer aus dem DE-GM 19 60 573 bekannten Werkzeugma­ schine ragen zwar zwei an jeweils einer Führungsstange geführte Bohrkopfständer relativ weit über eine Tischplat­ te hinaus, jedoch sind diese Ständer an ihren freien Enden lediglich durch eine einzige Querführung verbunden, an denen das Werkzeug wiederum freitragend gehalten ist, so daß dort ähnliche Nachteile wie bei dem weiter oben behan­ delten Stand der Technik auftreten können.

Schließlich ist auch noch aus der DE-OS 19 65 040 eine Werkzeugmaschine mit einem Kreuzschlitten bekannt, bei dem ein Träger- und ein Führungsschlitten jeweils auf zwei Führungsschienen geführt sind. Dabei fehlt jedoch eine Tischplatte zur Aufnahme eines Werkstückes unter dem Kreuz­ schlitten, so daß sich auch dort nicht das Problem stellt, einen Kreuzschlitten auf zum Teil unterhalb der Tischplat­ te angeordneten Führungsstangen zu führen.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise abgebrochene Vorderan­ sicht einer Werkzeugmaschine mit Tisch­ platte und Kreuzschlitten und

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugmaschine umfaßt einen Tisch 10, der durch ein Tischgestell 12 und eine rechteckförmige Tischplatte 14 gebildet ist. Die Ober­ seite der Tischplatte 14 bildet eine horizontale Werkstückauf­ lagefläche 16. Mit 18 und 20 sind sich längs der Tischplatte in deren Kantenbereich erstreckende Werkstückanschlagleisten bezeichnet, die vom Tisch abnehmbar sind. Zusätzlich oder an­ stelle dieser Anschlagleisten können in den Eckbereichen der Tischplatte winkelförmige Anschläge aufgebracht sein.

Der Tisch 10 ist mit einer als Ganzes mit 22 bezeichneten Führungsvorrichtung ausgestattet, mit deren Hilfe ein Werkzeug an jede beliebige Stelle der Werkstückauflagefläche bzw. eines beispielsweise plattenartigen, auf diese aufgespannten Werk­ stückes mit großer Genauigkeit zu positionieren ist. Diese Führungsvorrichtung ist als Kreuzschlitten ausgebildet, dessen unterer Schlitten 24 einen Führungsschlitten und dessen oberer Schlitten 26 einen Trägerschlitten bildet, die entlang jeweils einer Achse X-X bzw. Y-Y linear verstellbar sind, wobei beide Achsen zueinander senkrecht und in einer zur Ebene der Werk­ stückauflagefläche 16 parallelen Ebene liegen.

Der Führungsschlitten 24 weist zwei Schiebekörper 28, 30 auf, die jeweils an einer der Tischlängsseiten verschiebbar und feststellbar geführt sind. Zu diesem Zweck befindet sich im Abstand unterhalb der zumindest an den Tischlängsseiten über das Tischgestell vorstehenden Tischplatte 14 an jeder Gestell­ längsseite eine horizontal bzw. zur Tischplatte parallel ange­ ordnete Rundstange 32, 34, die am Tischgestell an einer Viel­ zahl von im Querschnitt prismenförmig ausgebildeten Halteböcken 36 biegefest gehalten sind. Die Schiebekörper 28, 30 weisen zu ihrer Führung die Tischplattenrandstücke untergreifende Lager­ körper 38, 40 auf, die im Abstand voneinander vorgesehen und mit jeweils einer auf den Rundstangen laufenden Kugellaufbuchse 42 ausgestattet sind.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Schiebekörper 28, 30 des Führungs­ schlittens 24 in der Projektion auf eine parallel zu deren Verschieberichtung und senkrecht zur Werkstückauflagefläche 16 liegenden Ebene U-förmig ausgebildet, und deren mit 44 und 46 bezeichneten U-Schenkel ragen seitlich an den überstehenden Längs­ randteilen der Tischplatte vertikal nach oben. Die einander gegenüberliegenden U-Schenkel beider Schiebekörper sind durch je eine im Querschnitt prismenförmige biegefeste Profilschiene 48, 50 starr miteinander verbunden. Auf jeder Profilschiene ruht eine Rundstange 52 bzw. 54 zur Führung des Trägerschlittens 26.

An einem der Lagerkörper 38, 40, beispielsweise am Lagerkörper 38 des Schiebekörpers 30, sitzt eine als Ganzes mit 56 bezeich­ nete Feststellvorrichtung zum Feststellen des Führungsschlittens 24 relativ zur Tischplatte. Diese weist beispielsweise ein druckmediumbetätigtes Zylinderkolbenaggregat 58 auf, dessen Kolbenstange 60 eine Klemmbacke 62 trägt, die mit einer konkaven Anlagefläche an den Umfang der Rundstange 34 zum Feststellen des Führungsschlittens unter Druck anlegbar ist. Das Zylinder­ kolbenaggregat kann beispielsweise druckluftgesteuert sein. Selbstverständlich kann die Feststellvorrichtung auch eine andere geeignete Konstruktion aufweisen.

Der im Abstand oberhalb der Tischplatte auf dem Führungsschlit­ ten 24 verschiebbar und feststellbar geführte Trägerschlitten 26 weist einen, den Abstand zwischen den beiden diesen führenden Rundstangen 52, 54 überbrückenden Tragkörper 64 auf, an dessen der einen, gemäß Fig. 2 linken Tischlängsseite zugekehrten Seite eine Aufnahmevorrichtung 66 zur auswechselbaren Aufnahme eines Werkzeugträgers 68 vorgesehen ist. Am Werkzeugträger ist ein Werkzeug auswechselbar befestigbar. Werkzeugträger und Werkzeug können verschiedenartig ausgebildet sein. Das Letztere kann beispielsweise eine Reißnadel oder einen Körner bilden, die im Werkzeugträger beispielsweise durch Festklemmen befestig­ bar sind. In diesem Falle kann der Werkzeugträger entweder durch entsprechende Verstellmittel der Aufnahmevorrichtung 66, z. B. senkrecht zur Werkstückauflagefläche 16 stufenlos verstellbar sein, um die Reißnadel in Kontakt mit der betreffenden Werkstück­ oberfläche zu bringen, oder der Werkzeugträger kann beispielswei­ se druckluftbetätigt auf- und absenkbar ausgebildet sein, um die Reißnadel in Berührung bzw. außer Berührung mit der Werkstück­ oberfläche zu bringen. Ein solcher, in vertikaler Richtung manuell oder druckmediumgesteuerter Werkzeugträger kann auch für den Ein­ satz einer Körnerspitze zum Ankörnen von Bohrungen verwendet wer­ den, wobei die beschriebene Schlittenanordnung eine derart sta­ bile Ausbildung der beiden Schlitten 24, 26 zuläßt, daß die da­ bei notwendigen und entstehenden Drücke insbesondere beim Bohren und dgl. spanabhe­ benden Arbeiten senkrecht zur Werkstückauflagefläche 16 derart abgegeben bzw. aufgenommen werden können, daß eine Verlagerung der Schlittenanordnung relativ zu der zu bearbeitenden Werkstück­ oberfläche mit Sicherheit nicht erfolgen wird.

Ebensogut können mit Hilfe dieser Einrichtung auch spangebende Arbeiten, wie Bohr- und Fräsarbeiten, durchgeführt werden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet zu diesem Zweck der Werkzeugträger 68 beispielsweise einen eine axial verstellbare Arbeitsspindel aufweisenden Bohrmotor, wobei sowohl dessen Dreh­ antrieb als auch Vorschub z. B. mittels Druckluft bewerkstelligt werden kann. Es ist klar, daß auch jede andere Art von An­ triebsaggregat für diese Arbeiten eingesetzt werden kann.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, befinden sich die U-Schenkel 44, 46 der beiden Schiebekörper 28, 30 zueinander in relativ großem Abstand, so daß zwischen den die Schiebekörper miteinander verbinden­ den Profilschienen 48, 50 ein genügend großer Freiraum vorhanden ist, der es erlaubt, den erforderlichen Werkzeugträger bequem an die Aufnahmevorrichtung 66 des Trägerschlittens 26 anmontieren bzw. demontieren zu können.

Auch der Trägerschlitten 26 weist zu dessen Lagerung auf den Rundstangen 52, 54 je Rundstange ein Paar von im Abstand voneinander vorgesehene untere Lagerkörper 70, 72 auf, in denen jeweils eine auf den Rundstangen laufende Kugellaufbuchse 74 eingesetzt ist. Auch andere geeignete Führungsorgane können Verwendung finden. Die Schlittenanordnung der Führungsvorrichtung 22 ist so ge­ troffen, daß das im Werkzeugträger 68 vorhandene Werkzeug, beispielsweise ein Spiralbohrer 69, an jedem Punkt der Werk­ stückauflagefläche 16 positioniert werden kann.

Zur manuellen Betätigung der Führungsvorrichtung dienen zwei, jeweils mit einem Kugelkopf ausgestattete Handgriffe 76, 78, die sich jeweils in einer vertikalen Ebene oberhalb der Rund­ stangen 52, 54 befinden, und sich nach oben erstrecken. Diese Handgriffe sind an jeweils einer teleskopisch verlängerbaren, am Träger befestigten Tragstange 80, 82 angeordnet, deren aus­ ziehbares Stangenteilstück 80′ bzw. 82′ sich mittels eines Klemm­ hebels 84 relativ zum äußeren Stangenteilstück feststellen läßt. Die Möglichkeit, die Länge der Tragstangen variabel zu gestalten, ermöglicht es der betreffenden Bedienungsperson, die Führungsvorrichtung mit Hilfe der Handgriffe auch dann sicher zu führen, wenn sich diese im Bereich des gemäß Fig. 2 rechten bzw. hinteren Tischplattenlängsrandes befindet, ohne sich unbequem über die vordere Tischplattenlängskante beugen zu müssen.

Symmetrisch zur Längsmitte des Tragkörpers 64 sind auf diesem im Abstand voneinander, zwei Gehäuse 86, 88 fest angeordnet, die jeweils eine optische, insbesondere numerische Positions­ anzeige 90, 92, enthalten, die von der Bedienungsseite aus, an der sich die Handgriffe 76, 78 befinden, leicht ablesbar sind. Hierbei dient die Positionsanzeige 90 zur Anzeige der Verstell­ wege des Führungsschlittens 24, während die Positionsanzeige 92 zur Anzeige der Verstellwege des Trägerschlittens 26 dient. Die Verstellwege der Schlitten werden hierbei berührungslos abgetastet, wozu jeder Schlitten beispielsweise mit einem induktiven, inkrementalen Rotationsgeber ausgestattet ist, der mittels eines Ritzels 94′ bzw. 96′ flankenspielfrei mit einer stationären Meßzahnstange 98 bzw. 100 zusammenwirkt. Dieses induktive Abtastverfahren ist an sich bekannt; es können auch andere Meßsysteme Anwendung finden.

Jeder der beiden Schlitten 24, 26 ist schließlich noch mit einer Feineinstellvorrichtung 102 bzw. 104 ausgestattet, um eine gewünschte Position mit größter Genauigkeit manuell ein­ stellen zu können. Die Einrichtung kann darüber hinaus oder aus­ schließlich auch noch mit einer vollautomatisch bzw. voll­ elektronisch arbeitenden Einstellvorrichtung ausgestattet sein, die insbesondere eine programmgesteuerte Werkzeugpositionierung ermöglicht.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Feineinstellvor­ richtung 102 für den Führungsschlitten 24 eine im Schiebekörper 28 angeordnete Klemmbacke 106 auf, welche die Rundstange 32 teilweise umgreift. Mit einem Klemmhebel 108 sind deren Klemm­ backenteilstücke an den Umfang der Rundstange 32 zum Feststellen des Führungsschlittens 24 unter Druck anlegbar. 110 bezeichnet eine Einstellspindel, die sich parallel zur Rundstange 32 er­ streckt und mittels eines Griffstückes 112 verdrehbar ist. Dieses Griffstück weist an einem Umfangsteil eine Einstell­ skala auf, so daß bei festgelegter Klemmbacke 106 an der Rund­ stange 32 der Führungsschlitten 24 feinfühlig relativ zur fest­ stehenden Klemmbacke 106 verstellt werden kann, in welcher die Einstellspindel 110 verdrehbar gelagert ist.

Die Feineinstellvorrichtung 104 des Trägerschlittens 26 ist mit einer sich beispielsweise parallel zur Rundstange 54 erstreckenden, im Querschnitt rechteckförmigen Mitnahmeleiste 114 ausgestattet, die an den U-Schenkeln 46 der Schiebekörper 28, 30 des Führungsschlittens 24 in Längsrichtung verstellbar angeordnet ist. Deren Verlagerung in dieser Richtung ist z. B. mittels eines Einstellrades 116 zu bewerkstelligen, das seinerseits in einem, an der Bedienungsseite der Führungsvor­ richtung z. B. auf dem U-Schenkel 46 des Schiebekörpers 28 be­ festigten Lagerbock 118 verdrehbar, jedoch axial unverstellbar gelagert ist. Mit 120 ist eine Kupplungsvorrichtung bezeichnet, die z. B. am Tragkörper 64 des Trägerschlittens 26 fest angeordnet ist. Diese ist beispielsweise durch ein druckluftbetätigtes Zylinderkolbenaggregat gebildet, deren Kolben eine Klemmbacke 122 trägt, die zum Kuppeln des Trägerschlittens 26 unter Druck an die eine Flachseite der Mitnahmeleiste anpreßbar ist, so daß eine reibungsschlüssige Kupplung beider Schlitten zustande kommt. Durch Verdrehen des Einstellrades 116 läßt sich dann der Trägerschlitten 26 relativ zu den Rundstangen 52, 54 zum Anfahren einer gewünschten Position feinverstellen.

Mit 124 ist ein Steuerpult bezeichnet, an dessen Oberseite Schaltorgane 126 zum Ein- und Ausschalten der elektrisch bzw. druckmediumgesteuerten Komponenten der Einrichtung vorzugsweise in ihrer Gesamtheit vorgesehen sind. Die Anordnung des Steuerpultes 124 an der Führungsvorrichtung ist derart getroffen, daß dessen Schaltorgane zu betätigen sind, ohne daß eine Hand von dem ihr zugeordneten Handgriff zu entfernen ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist deshalb das Steuerpult beispielsweise an der Oberseite des aus der Tragstange 82 ausziehbaren Stangenteilstückes 82′ derart angeordnet, daß sich die Schaltorgane in Fingerweite vom Handgriff 78 entfernt befinden.

Diese Anordnung gewährleistet auch eine vorteilhafte Sicht auf die Schaltorgane, so daß Fehlschaltungen vermeidbar sind.

Wie einleitend bereits ausgeführt worden ist, können am Trag­ körper 64 des Trägerschlittens nebeneinander auch zwei Werk­ zeugträger angeordnet sein, wobei der eine z. B. mit einem Spiralbohrer und der andere mit einem Gewindebohrer ausgestat­ tet sein kann, so daß die Herstellung von Gewindebohrungen ohne Auswechseln eines Werkzeuges am Werkzeugträger möglich ist.

Die Darstellung der Führungsvorrichtung gemäß Fig. 1 zeigt, daß außer der bereits erläuterten, in sich ausgesteiften und deshalb die Durchführung von spangebenden Arbeitsoperationen mit hoher Präzision ermöglichenden Bauweise, die erfindungsge­ mäße Konstruktion gegenüber dem bekannten Stand der Technik den weiteren gravierenden Vorteil bietet, daß die Zuordnung der einzelnen funktionswesentlichen Komponenten derart ge­ troffen ist, daß sowohl die Bestückung als auch die Bedienung sowie das Ablesen der Positionsangaben bedienungsseitig stets vom gleichen Standort der Bedienungsperson aus vorzunehmen sind. Die Anordnung von Steuerpult 124 und numerischen Posi­ tionsanzeigen 90, 92 ist hierbei am Trägerschlitten 26 so ge­ troffen, daß die Arbeiten an der Einrichtung im wesentlichen ständig in aufrechter Körperhaltung von der Bedienungsperson aus­ geführt werden können, wobei sich dieser sämtliche Positions­ informationen in jeder Stellung der Führungsvorrichtung so dar­ bieten, daß sie mit einem Blick erfaßt und demgemäß die Einstel­ lung der Schlitten getroffen werden kann. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich damit durch optimale Bedienungsfreund­ lichkeit aus, wobei im gleichen Blickfeld der Bearbeitungsvor­ gang überwacht werden kann, wodurch die Betriebssicherheit opti­ miert ist.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß der Werkzeug­ träger 68 samt Aufnahmevorrichtung 66 am Tragkörper 64 des Trägerschlittens 20 mindesens um eine Achse verschwenkbar und feststellbar angeordnet sein kann, um beispielsweise Schräg­ löcher zu bohren. Die Aufnahmevorrichtung 66 kann überdies auch kardanisch am Tragkörper 64 aufgehängt sein, so daß sich das betreffende Werkzeug in jede gewünschte Schräglage relativ zum Tisch einstellen läßt.

Claims (3)

1. Werkzeugmaschine mit einem ortsfesten Maschinenge­ stell, mit einer eine ebene, im wesentlichen horizon­ tal angeordnete Werkstückauflagefläche bildenden, das Maschinengestell an zwei gegenüberliegenden Seiten überragenden Tischplatte, mit einem ersten und einem zweiten, parallel zu einer horizontalen X-Achse ver­ stellbaren und feststellbaren Schiebekörper, die durch biegefeste Profilschienen starr miteinander verbunden sind und gemeinsam einen Führungsschlitten bilden, mit zwei in gegenseitigem Abstand unterhalb der Tischplatte im Bereich ihrer das Maschinengestell überragenden Randbereiche angeordneten, unteren Füh­ rungsstangen für je einen der Schiebekörper des Füh­ rungsschlittens, mit einem parallel zu einer zur X-Achse senkrechten, ebenfalls horizontalen Y-Achse verstellbaren und feststellbaren, zwei Lagerkörper umfassenden Trägerschlitten, mit zwei in gegenseiti­ gen Abständen parallel zur Y-Achse ausgerichteten, auf den biegefesten Profilschienen des Führungs­ schlittens befestigten, jeweils einen Lagerkörper des Trägerschlittens führenden, oberen Führungsstangen, und mit einem die Lagerkörper überbrückenden Träger­ körper, an dem ein Werkzeug durch einen Werkzeugträ­ ger im wesentlichen mittig zwischen den oberen Füh­ rungsstangen und oberhalb der ein Werkstück aufneh­ menden Tischplatte gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Schiebekörper (28, 30) des Führungsschlittens (24) jeweils U-förmig ausgebildet sind und mit je zwei U-Schenkeln (44, 46) über die Tischplatte (14) nach oben vorstehen,
• b) die freien Enden der U-Schenkel (44) des ersten Schiebekörpers (28) mit den jeweils gegenüberlie­ genden U-Schenkeln (46) des zweiten Schiebekörpers (30) oberhalb der Tischplatte (14) und über diese hinweg durch die biegefesten Profilschienen (48, 50) starr verbunden sind und damit auch die von den Profilschienen (48, 50) getragenen, oberen Führungsstangen (52, 54) oberhalb der Tischplatte (14) liegen, und
• c) der Trägerkörper (64) die Lagerkörper (70, 72) des Trägerschlittens (26) ausschließlich oberhalb der Tischplatte (14) überbrückt und das Werkzeug (69) etwa niveaugleich mit den oberen Führungsstangen (52, 54) hält.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungsschlitten (24) und der Trä­ gerschlitten (26) zur manuellen Feineinstellung des Werkzeugträgers (68) jeweils eine mechanische Fein­ einstellvorrichtung (102, 104) mit insbesondere ver­ drehbaren Einstellgliedern (110, 116) aufweisen, daß das Einstellglied (110) des Führungsschlittens (24) relativ zu einem an der Tischplatte (14) festgelegten Widerlager (106) verstellbar ist, und daß das Ein­ stellglied (116) des Trägerschlittens (26) am Füh­ rungsschlitten (24) angeordnet und relativ zu diesem verstellbar sowie mit dem Trägerschlitten (26) kup­ pelbar ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Anschlußkomponenten von Steuerleitungen für die Führungs- und Trägerschlitten (24, 26) unterhalb der Tischplatte (14) angeordnet sind.