DE3708412A1

DE3708412A1 - Hochgenaue niveauregulierung fuer bearbeitungs- oder messmaschinen

Info

Publication number: DE3708412A1
Application number: DE19873708412
Authority: DE
Inventors: Manfred Franke
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Priority date: 1987-03-14
Filing date: 1987-03-14
Publication date: 1988-09-22

Description

Die Erfindung betrifft eine hochgenaue Niveauregulierung einer Führung für einen Werkstück-, Werkzeug- oder Meßzeugschlitten von Bearbeitungs- oder Meß maschinen.

Aus der DE-OS 35 42 680 ist eine hydrostatische Führung für einen Werkstück schlitten einer Werkzeugmaschine bekannt, bei welcher die Führung des Werk stückschlittens so ausgebildet ist, daß entsprechend den Belastungen ein konstanter und paralleler Lagerspalt zwischen dem Werkstückschlitten und dem Tischbett mit relativ geringem regeltechnischen Aufwand gewährleistet ist. Der Werkstückaufspannfläche eines Werkstückschlittens ist eine gerade Anzahl von Stütztaschen mit einer Regeleinheit zugeordnet, wobei einer technologischen Zusatzeinrichtung Zusatzstütztaschen mit einem Konstant-Druckstromerzeuger beigegeben sind. Durch diese Einrichtung tritt unabhängig vom Gebrauch einer solchen technologischen Zusatzeinrichtung kein Schiefstellen des Werkstück schlittens bei einer Belastung auf, wodurch eine hohe Bearbeitungsqualität gesichert wird. Die Einrichtung setzt aber auch gleichzeitig voraus, daß das Werkstück auf dem Werkstückschlitten bereits in der richtigen Höhenlage in Bezug auf das Werkzeug angeordnet ist. Eine evtl. notwendige Höhenregulierung ist bei dieser Werkzeugmaschine nicht vorgesehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine hochgenaue Niveauregulierung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welche mit nur geringem technischen Aufwand das Bearbeitungswerkzeug bzw. das Meßwerkzeug in Bezug auf ein zu bearbeitendes Werkstück immer exakt in der vorgeschriebenen Nullage steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest ein Endbereich der Führung höhenregulierbar ist.

In erfindungsgemäßer Weiterbildung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Endbereich der Führung mit ihrer Längsachse schwenkbar lagernd angeordnet ist, während der gegenüberliegende Endbereich durch ein Druckmedium derart höhenregulierbar ist, daß ein Bearbeitungswerkzeug oder ein Meßzeug in Bezug auf ein Werkstück exakt immer in vorge schriebener Nullage steht. Dabei kann die Führung an dem einen Ende mit Bolzen in seitlichen Lagern schwenkbar sein. Zwischen der Führung und dem darunter befindlichen, starren Maschinenbett am anderen Ende können dicht verschließbare Hohlräume gebildet sein, die mit einem Druckmedium zur Niveauregulierung graduell füllbar sind.

In Weiterbildung der Erfindung können die Hohlräume durch Hutmanschetten mit umlaufenden Spannbändern dicht abschließbar sein und durch Strömungs kanäle im Maschinenbett mit einem Druckmedium graduell zur fort laufenden Niveauregulierung füllbar sein.

In noch weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Führung in ihren beiden sich gegenüberliegenden Endbereichen Spann-Führungselemente zur Aufnahme von Schwingungs- und Querkräften aufweisen. Die Spann- Führungselemente können seitlich der Führung angebrachte und mit Vorspannung versehene Dehnstäbe sein. Auch ist die Anordnung von Biegefedern oder Führungsschuhen möglich. Ferner können den Schwenk lagern Einrichtungen zur Bestimmung der Nullage zugeordnet sein. Als Druckmedium kann wahlweise eine Flüssigkeit eingesetzt sein, welche durch eine die Höhenregulierung steuernde Steuer- und Regel einrichtung beaufschlagt ist.

Durch diese hochgenaue Niveauregulierung ist ein auf der Führung verfahrbarer Schlitten zusammen mit einer Luftlagerspindel und dem eingespannten Werkstück derart genau in jeder Position einstellbar, daß das Werkstück immer exakt in der vorgeschriebenen Nullage in Bezug auf das Arbeits- oder Meßwerkzeug steht.

Diese Nullage entspricht immer der durch Höhen-Differenzmessung ermittelten wirklichen Nullage.

Bei erfindungsgemäßer Lösung ist ferner von Vorteil, daß alternativ die gesamte Schlittenführung oder nur ein Endbereich höhenregulierbar ist.

Eine Bearbeitungs- oder Meßmaschine mit diesem Niveauregulierungs system kann insbesondere in Transferstrassen und Bearbeitungszen tren eingesetzt werden, wenn mehrere Maschinen miteinander verkettet werden und die zu bearbeitenden Werkstücke von der einen zur anderen Bearbeitungsmaschine positioniert übergeben werden. Zu diesem Zweck kann nämlich die Übergabeposition der beiden Bearbeitungsmaschinen exakt auf ein solches Niveau eingestellt werden, daß die übernehmende Maschine mit ihrer Werkstückaufnahme genau in der Nullage des Werk stückes liegt. Dies ist vor allen Dingen dann wichtig, wenn es sich bei der Bearbeitung um Werkstücke handelt, die rotationssymmetrisch sowohl innen wie außen aufgebaut sind, wie z.B. kugelförmige Halb schalen.

Durch die Dehnstäbe als Achsstabilisatoren erfolgt eine vorteilhafte Absicherung gegenüber Schwingungen oder Querkräften des gesamten Systems, wie sie bei der Bearbeitung auftreten können. Darüberhinaus ist die Einrichtung zur Festlegung der Nullage beim Schwenklager in vorteilhafter Weise über eine spielfreie Einstellung möglich, wobei ein Wegmeßsystem eingesetzt sein kann. Als Meßmittel kann eine Meßdose dienen.

In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 die Führung eines Werkzeugschlittens einer Bearbeitungsmaschine mit Niveauregulierung in perspektivischer Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Niveauregulierung der Führung gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 das Niveauregulierungssystem gemäß der Fig. 2 mit Zusatzeinrichtungen in perspektivischer Ansicht mit zwei Alternativlösungen.

Die der Einfachheit halber nur im Grundsystem dargestellte Führung 1 für einen Schlitten 2 besteht aus zwei parallel zueinander verlaufen den Führungsschienen 3 und 4, die über ihren Fußteil miteinander verbunden sind. Die gesamte Führung einer Bearbeitungs- oder Meß maschine ruht auf einem Maschinenbett 5, wobei die Lagerung an dem einen Endbereich 8 durch seitlich von der Führung 1 vorstehende Bolzen 7 in Lagern 8 mit der Längsachse 9 der Führung 1 schwenkbar ist. Der Schwenkbereich ist durch die Winkelangabe 10 in Winkel sekunden dargestellt.

In dem gegenüberliegenden, vorderen Endbereich 11 sind zwischen der Führung 1 und dem darunter befindlichen Maschinenbett 5 Hohlräume 12 vorgesehen, die jeweils unter einer Führungsschiene 3 und 4 ange ordnet sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Hohlräume 12 durch Hutmanschetten 13 dicht abgeschlossen, welche mit umlaufenden Spann bändern 14 versehen sind. In die Hohlräume 12 ist ein Druckmedium, bspw. eine Flüssigkeit 15, durch die im Maschinenbett befindlichen Strömungskanäle 16 eingepumpt. Die Strömungskanäle 16 stehen mit einer entsprechenden Steuer- und Regeleinrichtung 18 und einem Behälter 19 in Wirkverbindung.

Auf dem Schlitten 2 befindet sich die Luftlagerspindel 20 mit dem gespannten Werkstück 21, dessen Höhenlage durch zwei Meßsysteme 26 und 27 in Form von Meßtastern abgefragt wird.

Anstelle des Werkstückes kann selbstverständlich auch ein Bearbeitungs oder Meßwerkzeug eingesetzt sein.

Um ein punktgenaues Arbeiten am Werkstück 21 vornehmen zu können, wird das Werkstück 21 in jeder beliebigen Position des Schlittens 2 durch die Druckbeaufschlagung durch eine Flüssigkeit fortwährend eingeregelt.

Der Schlitten mitsamt dem Werkstück ist also in der Höhe hochgenau regulierbar, so daß sich auch die Verkettung von mehreren Bearbei tungsmaschinen anbietet, bei denen eine positionsgenaue Übergabe eines präzise zu bearbeitenden Werkstückes von Maschine zu Maschine und ohne Zwischenhandlingsystem vorgenommen werden soll.

Die beiden sich gegenüberstehenden Übergabestationen der Werkzeug maschinen bzw. der Meßmaschinen können mit Hilfe der hochgenauen Niveauregulierung exakt auf das durch den nicht höhenregulierbaren Endbereich 6 vorbestimmte Höhenmaß der Folgemaschine einreguliert werden, welches durch Höhen-Differenzmessungen ermittelt worden ist. Dies ist vor allen Dingen dann notwendig, wenn es sich bei dem zu bearbeitenden Werkstück um eine kugelförmige Halbschale han delt, die in gegenseitiger Abhängigkeit sowohl innen als auch außen bearbeitet werden muß. In einem solchen Fall muß von dem Werkstück 21 exakt der Mittelpunkt der übernehmenden Halbschale angefahren werden können, damit die weitere Bearbeitung in Abhängigkeit von der zuvor erfolgten Formgebung aufgenommen werden kann.

Um eine Absicherung der Führung 1 gegen Schwingungen und Querkräfte während der Bearbeitung vornehmen zu können, sind seitlich der Füh rung 1 im vorderen Endbereich 11 Achs-Stabilisatoren oder Spann- Führungselemente, wie bspw. Dehnstäbe 22, Biegefedern 24, Führungs schuhe 25, eingesetzt. Die exakte Festlegung des hinteren Endbereiches 6 auf eine Nullage erfolgt über eine spielfreie Einstellung, wobei als Meßmittel eine Meßdose 23 eingesetzt ist. Damit ist das gesamte System auch während der Bearbeitung und bei Aufnahme von großen Massen in allen Richtungen stabil und nahezu schwingungsfrei.

Claims

1. Hochgenaue Niveauregulierung einer Führung für einen Werkstückschlitten/ Werkzeug- oder Meßzeugschlitten von Bearbeitungs- oder Meßmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Endbereich (11) der Führung (1) durch ein Druckmedium derart höhenregulierbar ist, daß ein Werkstück (21) in Bezug auf ein Werkzeug exakt immer in vorgeschriebener Nullage steht.

2. Niveauregulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endbereich (6) der Führung (1) mit ihrer Längsachse (9) schwenk bar lagernd angeordnet ist, während der gegenüberliegende Endbereich (11) durch ein Druckmedium (15) derart höhenregulierbar ist, daß ein Werkstück (21) in Bezug auf ein Werkzeug exakt immer in vorgeschriebener Nullage steht.

3. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (1) mit Bolzen (7) in seitlichen Lagern (8) schwenkbar ist.

4. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führung (1) und einem darunter befindlichen, starren Maschinenbett (5) an einem Ende (11) dicht verschließbare Hohlräume (12) gebildet sind, die mit einem Druckmedium (15) zur Niveauregulierung graduell füllbar sind.

5. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (12) durch Hutmanschetten (13) mit umlaufen den Spannbändern (14) dicht abschließbar sind und durch Strö mungskanäle (16) im Maschinenbett (5) mit einem Druckmedium (15) graduell zur fortlaufenden Niveauregulierung füllbar sind.

6. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (1) in ihren beiden sich gegenüberliegenden Endbereichen (6, 11) Führungs-Spannelemente (22, 24, 25) zur Auf nahme von Schwing- und Querkräften aufweist.

7. Niveauregulierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs-Spannelemente (22) seitlich der Führung (1) angebrachte und mit Vorspannung versehene Dehnstäbe sind.

8. Niveauregulierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs-Spannelemente wahlweise Biegestabfedern (24) oder Führungsschuhe (25) oder eine Kombination solcher Elemente sind.

9. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß den Schwenklagern (7, 8) Einrichtungen (23) zur Bestimmung der Nullage zugeordnet sind.

10. Niveauregulierung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmedium (15) wahlweise eine Flüssigkeit oder Luft eingesetzt ist, welches durch eine die Höhenregulierung steuernde Steuer- und Regeleinrichtung beaufschlagt ist.