DE4221166A1

DE4221166A1 - Adjustment appts. for positioning spindle w.r.t. workpiece carrying machine table - has coupling element for connecting spindle to cross-table with distance measurement devices for at last two coordinate directions

Info

Publication number: DE4221166A1
Application number: DE19924221166
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl Ing Ernst
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1992-06-27
Filing date: 1992-06-27
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2012-06-28
Also published as: DE4221166C2

Abstract

The appts. includes a machine table which has a cross-table (K) for at least two coordinates placed on it with a distance measurement device for each coordinate. A working connection can be made between the spindle to be adjusted and the cross-table using a coupling element (Z). The spindle (Sp) can be adjusted wrt. the geometry of workpiece according to the measurement values from the distance measurement devices. A mechanical coupling can be made between the spindle and the cross-table. The cross-table can have a vertical guide with a measurement device for a third coordinate direction. USE/ADVANTAGE - For adjusting a spindle relative to a table carrying workpieces on a workpiece processing machine. Easy to operate and enables rapid, precise adjustment.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Justie ren der Spindel relativ zu einem als Werkstückträ ger dienenden Tisch einer Bearbeitungsmaschine (Werkzeugmaschine).The invention relates to a device for Justie ren of the spindle relative to one as a workpiece holder eng serving table of a processing machine (Machine tool).

In der Serienfertigung werden häufig Sondermaschi nen zur Bearbeitung eines einzigen Werkstücks auf gebaut, die aus einer Aufspanneinrichtung für das Werkstück, einer Zuführ- und Transporteinrichtung, die z. B. ein Rundschalttisch sein kann, und aus ei ner Vielzahl von Bearbeitungseinheiten bestehen, die Werkstücke in großen Stückzahlen horizontal oder vertikal bearbeiten.Special machines are often used in series production to machine a single workpiece built from a jig for the Workpiece, a feed and transport device, the z. B. can be a rotary indexing table, and from egg there are a large number of processing units, the workpieces in large quantities horizontally or edit vertically.

Wird eine solche Maschine auf ein neues Werkstück umgerüstet, müssen die Bearbeitungseinheiten neu eingerichtet werden. Meist werden sie von einer Po sition 1 in eine Position 2 verschoben, wobei aus den bekannten Koordinaten der beiden Positionen die Verschiebewege errechnet werden können. Nach der Verschiebung in die ungefähre Position wird ein Werkstück gefertigt und gemessen. Aus den Werk stückfehlern werden Korrekturen ermittelt, nach denen die Bearbeitungseinheiten noch einmal nachge stellt werden, und bei Bedarf wird der Vorgang mehrmals wiederholt. Diese Art der Justage ist nicht nur schwierig, sondern vor allem sehr zeit aufwendig.Will such a machine on a new workpiece converted, the processing units must be new be set up. Most of them are from a butt sition 1 moved to a position 2, being off the known coordinates of the two positions Displacement routes can be calculated. After Moving to the approximate position becomes a Workpiece manufactured and measured. From the factory Corrections are determined after which the processing units followed again be put, and if necessary, the process repeated several times. This type of adjustment is not only difficult, but above all very time complex.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Justiervorrich tung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut sowie leicht zu handhaben ist und die insbesondere eine schnelle, präzise Justage er möglicht.The object of the invention is an adjustment device tion of the type mentioned at the outset is simple and easy to use and which in particular a quick, precise adjustment he possible.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß am Maschinentisch ein für mindestens zwei Koor dinaten ausgebildeter Kreuztisch aufgesetzt ist, der für jede Koordinate eine Wegmeßeinrichtung auf weist, und daß ferner zwischen der Spindel bezie hungsweise einem daran angebrachten Koppelelement und dem des Kreuztisch eine Wirkverbindung her stellbar ist, so daß die Spindel nach Maßgabe der Meßwerte der Wegmeßeinrichtungen am Kreuztisch be züglich der Geometrie eines Werkstückes justierbar ist.The invention achieves the object by that at the machine table one for at least two coils a trained cross table is attached, which has a measuring device for each coordinate points, and that also relate between the spindle approximately a coupling element attached to it and that of the cross table an active connection is adjustable so that the spindle according to the Measured values of the path measuring devices at the cross table adjustable with regard to the geometry of a workpiece is.

Eine nach der Erfindung konzipierte Justiervorrich tung bietet die Vorteile, daß jeweils die Justage mit hoher Präzision und vor allem sehr großer Schnelligkeit auch von einer nicht besonders ge schulten Bedienungsperson vorgenommen werden kann. An adjusting device designed according to the invention tion offers the advantages that each adjustment with high precision and above all very large Speed even from a not particularly ge trained operator can be made.

Zur Herstellung einer mechanischen Verbindung zwi schen der Spindel und dem Kreuztisch kann ein Stift in der Spindel eingespannt sein, der an seiner Vor derseite eine Kugel aufweist, die in eine Bohrung im Mittenbereich des Kreuztisches faktisch spiel frei eingreift. Die Bohrung im Kreuztisch kann durch den Innenring eines Kugellagers gebildet sein, in welchen die Kugel am Stift genau paßt.To establish a mechanical connection between A spindle can be used to screw the spindle and cross table be clamped in the spindle on his front the side has a ball into a hole Actually play in the middle of the cross table intervenes freely. The hole in the cross table can formed by the inner ring of a ball bearing be in which the ball on the pin fits exactly.

Der Kreuztisch weist bevorzugt wälzlagergeführte Schlitten auf, die in der X- und Y-Koordinate meß bar verschiebbar sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann am Kreuztisch zudem eine Verti kalführung mit einer weiteren Wegmeßeinrichtung für eine dritte Koordinate vorgesehen sein. Die Wegmeß einrichtungen am Kreuztisch können bekannte magne tische Längenmeßeinrichtungen sein.The cross table preferably has roller bearing-guided ones Sled on, which measure in the X and Y coordinates are displaceable bar. In a further embodiment the invention can also a Verti at the cross table Kalführung with another distance measuring device for a third coordinate may be provided. The distance measurement furnishings at the cross table can be known magne table length measuring devices.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung der Justiervor richtung nach der Erfindung ist am Maschinentisch mindestens ein Anschlag zur Aufnahme des Kreuzti sches vorgesehen, so daß dieser ohne besondere Ju stage am Maschinentisch gleich in der richtigen Position aufgesetzt werden kann.With an appropriate training of Justiervor direction according to the invention is on the machine table at least one stop for the Kreuzti cal provided so that this without special Ju stage at the machine table in the right one Position can be put on.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the Invention shown schematically.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Justiervorrich tung an der Bearbeitungsmaschine, Fig. 1 is an overall view of the Justiervorrich processing on the processing machine,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Kreuztisch der Justiervorrichtung, Fig. 2 is a plan view of the cross table of the adjusting device,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Kreuztisches in Richtung U der Fig. 2, Fig. 3 is a side view of the cross table in the direction U in FIG. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Kreuztisches in Richtung V der Fig. 2 (teilweise ge schnitten), Fig. 4 is a side view of the cross table in the direction V of Fig. 2 (partially cut ge),

Fig. 5 eine Variante der Buchse im Kreuz tisch. Fig. 5 shows a variant of the socket in the cross table.

Die gesamte Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt: Auf der Werkzeugmaschine W mit dem Maschinentisch in Form eines Rundtisches R sind Bearbeitungsein heiten BE aufgebaut. Der drehbar gelagerte Rund tisch R wird über den Antrieb A und ein weiteres Getriebe G vom Motor M1 angetrieben. Die Bearbei tungseinheiten BE verfügen über weitere Motoren M2 und M3. Auf dem Rundtisch R ist der Kreuztisch K gegen die Anschläge St geschoben und befestigt. Am Kreuztisch K sind an sich bekannte Wegmeßeinrich tungen vorgesehen. Diese bestehen jeweils aus einem Maßstab SC und einem Abtastkopf SH (Fig. 2). Die Wegmeßeinrichtungen SC/SH wirken mit einer elektro nischen Auswerteeinheit (Zähler) zusammen, die ein Display D aufweist. In die Spindel Sp der Bearbei tungseinheit ist ein Zylinderstift Z eingespannt, der eine Kugel besitzt, die in eine Bohrung B im Kreuztisch K eingreift.The entire arrangement is shown in Fig. 1: Machining units BE are built on the machine tool W with the machine table in the form of a rotary table R. The rotatably mounted rotary table R is driven by motor M1 via drive A and another gearbox G. The BE processing units have other M2 and M3 motors. On the rotary table R, the cross table K is pushed and fixed against the stops St. At cross table K known Wegmeßeinrich lines are provided. These each consist of a scale SC and a scanning head SH ( Fig. 2). The displacement measuring devices SC / SH interact with an electronic evaluation unit (counter) which has a display D. In the spindle Sp of the processing unit, a cylinder pin Z is clamped, which has a ball that engages in a bore B in the cross table K.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen den Aufbau des Kreuz tisches K mit den beiden Präzisionsführungen, die zweckmäßig als Längs-Wälzführungen ausgebildet sind. Die beiden Wegmeßeinrichtungen SC/SH/D sind vorteilhaft inkrementale Meßeinrichtungen, die nach dem magnetischen, photoelektrischen Prinzip oder nach einem anderen bekannten Wirkprinzip arbeiten können. Figs. 2, 3 and 4 show the construction of the mechanical stage K to the two precision guides, which are suitably formed as a longitudinal slide guides. The two displacement measuring devices SC / SH / D are advantageously incremental measuring devices which can work according to the magnetic, photoelectric principle or according to another known active principle.

In Fig. 4 ist die Bohrung B auf dem Oberteil des Meßschlittens zur Aufnahme der Kugel des Stiftes Z als Teil eines Kugellagers ausgebildet. Die Fig. 5 zeigt eine schwenkbare Buchse mit sphärischer Außenkontur, deren Bohrung B direkt mit einem Zy linderstift zusammenwirkt.In Fig. 4, the bore B is formed on the upper part of the measuring slide for receiving the ball of the pin Z as part of a ball bearing. Fig. 5 shows a pivotable socket with a spherical outer contour, the bore B cooperates directly with a cylinder pin.

Die Justage geht folgendermaßen vor sich:The adjustment is as follows:

Der Kreuztisch K wird an die Stelle des Werkstücks gebracht und zu dem Koordinatensystem ausgerichtet, in dem die Verschiebekoordinaten bekannt sind. Dann wird die Bearbeitungseinheit BE mit dem in zwei Achsen leicht beweglichen Oberteil des Kreuztisches K in eine mechanische Wirkverbindung gebracht, in dem in die Spindel Sp der Bearbeitungseinheit BE ein Zylinderstift Z eingespannt wird, der in eine Bohrung B im Kreuztisch K mit sehr geringem Spiel eintaucht.The cross table K is in place of the workpiece brought and aligned to the coordinate system, in which the shift coordinates are known. Then the processing unit BE with that in two Axes easily movable upper part of the cross table K brought into a mechanical operative connection, in in the spindle Sp of the processing unit BE a cylinder pin Z is clamped into a Bore B in cross table K with very little play immersed.

Die Wegmeßeinrichtungen SC/SH des Kreuztisches K erzeugen bei Bewegungen in beiden Achsen elektri sche Signale, die in einem Zähler ausgewertet wer den. Der Zähler zeigt am Display D die Positions werte in jeder Koordinate an, die zu Anfang auf Null oder einem anderen Ausgangswert gesetzt werden können. Die Bearbeitungseinheit BE wird dann so lange verschoben, bis die Kugel, die die Werkzeug spitze repräsentiert, die richtige Position einge nommen hat und diese am Display D des Zählers ange zeigt wird. Zum schnellen Anbau des Kreuztisches K sind Anschläge St zweckmäßig (Fig. 1), die bei spielsweise in die T-Nuten des Maschinentisches R eingeführt sind. The displacement measuring devices SC / SH of the cross table K generate electrical signals when moving in both axes, which are evaluated in a counter. The counter shows on the display D the position values in each coordinate, which can initially be set to zero or another output value. The processing unit BE is then moved until the ball, which represents the tool tip, has taken the correct position and this is shown on the display D of the counter. For the quick attachment of the cross table K, stops St are useful ( FIG. 1), which are inserted into the T-slots of the machine table R, for example.

Anstelle eines Zählers können die Signale der Weg meßeinrichtung SC/SH auch in einem Rechner ausge wertet werden. Auf dem Bildschirm kann die Position in X und Y oder in einem beliebigen gedrehten Koor dinaten-System dargestellt werden.Instead of a counter, the signals can be the way measuring device SC / SH also in a computer be evaluated. The position on the screen in X and Y or in any twisted Koor dinate system.

Auch die Kombination mit einer weiteren Wegmeßein richtung ist möglich, beispielsweise zur Einstel lung der Werkzeuglänge, so daß aus dem Kreuztisch K eine 3D-Meßeinrichtung wird.Also the combination with another distance measurement Direction is possible, for example for setting development of the tool length, so that from the cross table K a 3D measuring device.

Desgleichen kann zur Einstellung schräg angeordne ter Spindeln die Bohrung in einer schwenkbaren Buchse eingebracht sein. Diese Buchse weist z. B. eine sphärische Außenkontur auf und ist spielfrei im Oberteil des Kreuztisches bzw. der 3-Koordina ten-Meßeinrichtung eingebaut.The same can be arranged obliquely for adjustment ter spindles the bore in a swiveling Be inserted. This socket has z. B. a spherical outer contour and is free of play in the upper part of the cross table or the 3-coordinate ten measuring device installed.

Anstelle der vorteilhaften mechanischen Wirkverbin dung zwischen der Spindel Sp und dem Kreuztisch K kann beispielsweise auch eine magnetische oder op toelektronische Wirkverbindung angewandt werden.Instead of the advantageous mechanical connection between the spindle Sp and the cross table K For example, a magnetic or op toelectronic active connection can be applied.

Claims

1. Vorrichtung zum Justieren der Spindel relativ zu einem als Werkstückträger dienenden Tisch einer Bearbeitungsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinentisch (R) ein für mindestens zwei Koordinaten ausgebildeter Kreuztisch (K) aufgesetzt ist, der für jede Koordinate eine Wegmeßeinrichtung (SC/SH/D) aufweist, und daß ferner zwischen der Spindel (Sp) beziehungsweise einem daran angebrachten Koppelelement (Z) und dem Kreuztisch (K) eine Wirkverbindung herstell bar ist, so daß die Spindel (Sp) nach Maßgabe der Meßwerte der Wegmeßeinrichtungen (SC/SH/D) am Kreuztisch (K) bezüglich der Geometrie eines Werkstückes justierbar ist.1. Device for adjusting the spindle relative to a table of a processing machine serving as a workpiece carrier, characterized in that a cross table (K) designed for at least two coordinates is placed on the machine table (R) and has a path measuring device (SC / SH / D), and that furthermore between the spindle (Sp) or a coupling element (Z) attached to it and the cross table (K), an operative connection can be established, so that the spindle (Sp) according to the measured values of the displacement measuring devices (SC / SH / D) on the cross table (K) with respect to the geometry of a workpiece is adjustable.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine mechanische Wirkverbindung zwischen der Spindel (Sp) und dem Kreuztisch (K) herstellbar ist.2. Device according to claim 1, characterized records that a mechanical operative connection between the spindle (Sp) and the cross table (K) can be produced.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß am Kreuztisch (K) zudem eine Ver tikalführung mit einer weiteren Wegmeßeinrich tung (SC/SH/D) für eine dritte Koordinate vorge sehen ist. 3. Device according to claim 1, characterized records that at the cross table (K) also a ver tical guidance with a further measuring device device (SC / SH / D) for a third coordinate see is.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Spindel (Sp) und dem Kreuztisch (K) ein Stift (Z) in der Spindel (Sp) eingespannt ist, der an seiner Vorderseite eine Kugel auf weist, die in eine Bohrung (B) im Mittenbereich des Kreuztisches (K) faktisch spielfrei ein greift.4. The device according to claim 1, characterized records that to make a connection between the spindle (Sp) and the cross table (K) a pin (Z) clamped in the spindle (Sp) is that a ball on its front points in a hole (B) in the middle the cross table (K) is virtually free of play takes hold.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bohrung (B) durch eine Buchse im Kreuztisch (K) gebildet ist, die kugelgela gert ist.5. The device according to claim 4, characterized records that the bore (B) through a bush is formed in the cross table (K), the kugelgela device.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kreuztisch (K) mindestens zwei wälzlagergeführte Meßschlitten aufweist.6. The device according to claim 1, characterized records that the cross table (K) at least two roller bearing-guided measuring slide.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß am Maschinentisch (R) mindestens ein Anschlag (St) zur zentrierten Aufnahme des Kreuztisches (K) relativ zur Spindel (Sp) vorge sehen ist.7. The device according to claim 1, characterized records that at the machine table (R) at least a stop (St) for centering the Cross table (K) pre-relative to the spindle (Sp) see is.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Wegmeßeinrichtungen (SC/SH/D) am Kreuztisch (K) magnetische Längenmeßeinrich tungen sind.8. The device according to claim 1, characterized indicates that the measuring devices (SC / SH / D) at the cross table (K) magnetic length measuring device are.