DE19654712A1 - Maschine mit beweglicher Brücke mit zueinander beweglichen Stützen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine mit einer beweglichen Brücke, die zur Bearbeitung großer Arbeitsstücke eingesetzt wird.

Sie betrifft spezieller eine Maschine mit einer beweg­ lichen Brücke, die zwei Stützen aufweist, die auf einem Tisch ruhen, und zwar mittels paralleler Gleitschienen, die eine Längsachse X definieren, wobei die Bewegung dieser Stützen entlang dieser Achse X jeweils von kinematischen Ketten X₁, X₂ gesteuert wird, die von einer numerischen Steuerung gesteuert werden, sowie einen Querträger, der die beiden Stützen verbindet, wobei die Brücke auf jeder Stütze Bearbeitungsköpfe tragen kann, die entlang Y- und Z-Achsen beweglich sind.

Bei den derzeitigen Maschinen mit Brücke kann der Querträger bezüglich den Stützen entweder fest oder verti­ kal beweglich sein, doch laufen die kinematischen Ketten X₁ und X₂ synchron zueinander, damit die beiden Stützen und der Querträger gleichzeitig entlang der Achse der X bewegt werden können.

Das Hauptmerkmal der derzeitigen Maschinen mit Brücke besteht darin, daß alle Bearbeitungsköpfe sich gleichzeitig in Längsrichtung X bewegen, da sie fest verbunden sind mit von der Brücke getragenen Wagen. Man sagt, daß die Bear­ beitungsköpfe eine gemeinsame Achse X haben.

Dies verhindert die Realisierung sehr unterschied­ licher Bahnen selbst bei unabhängigen Y- und Z-Achsen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Konzep­ tion einer Brücke zu liefern, die es erlaubt, für auf jeder der Stützen angeordneten Wagen X-Achsen zu haben, die wenigstens bis zu einem gewissen Grad unabängig sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Stützen so vorzusehen, daß sie unabhängig voneinander in Richtung der Längsachse X bewegt werden können, ohne daß die Starrheit der Brücke beeinträchtigt wird.

Die Erfindung erreicht ihr Ziel dadurch, daß der Quer­ träger aus zwei Querträgerelementen besteht, die jeweils von den Stützen getragen werden und im Rahmen eines gegebe­ nen Höchstabstandes Δ zueinander in Richtung der X sowie dadurch bewegt werden können, daß die kinematischen Ketten X₁ und X₂ unabhängig voneinander sind und von der numeri­ schen Steuerung im Rahmen des Abstandes Δ gesteuert werden.

Die Starrheit der Brücke ist durch eine knappe und sehr starre Führung zwischen den beiden Querträgerelementen gewährleistet.

Zur Verbesserung der Arbeitspräzision der Vorrichtung ist vorteilhafterweise zusätzlich zu der Führung eine zu­ sätzliche kinematische Kette X₃ zwischen den beiden Quer­ trägerelementen vorgesehen, welche kinematische Kette X₃ von der numerischen Steuerung mit der Bedingung X₁+X₃ = X₂ gesteuert wird.

Diese neue Konzeption ermöglicht zwei jeweils von den Stützen getragenen Wagen völlig unterschiedliche Bahnen und kann für unzählige Anwendungen eingesetzt werden, insbeson­ dere für:

• - die Bearbeitung zweier Arbeitsstücke oder der unter­ schiedlichen Seiten ein und desselben Stücks;
• - die Positionierung eines beweglichen Querträgers im Raum für einen Bearbeitungskopf, der die Bearbeitung ent­ lang einer Achse W erlaubt, die im Raum schwenkbar ist;
• - die Anbringung eines Nietungs-C im Raum.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung hervor, die bei­ spielhaft gegeben ist und sich auf die beiliegenden Zeich­ nungen bezieht.

Fig. 1 ist ein Aufriß einer herkömmlichen Maschine mit Brücke;

Fig. 2 ist ein Aufriß einer Maschine mit Brücke nach der Erfindung;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Maschine mit Brücke der Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Aufriß einer Maschine mit Brücke der Erfindung, die zur Anbringung eines beweglichen Querträgers im Raum verwendet wird, der einen Bearbeitungskopf trägt;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Maschine mit Brücke der Fig. 4;

Fig. 6 zeigt im Aufriß die Verwendung einer Maschine mit Brücke der Erfindung zur Anbringung eines Nietungs-C im Raum;

Fig. 7 ist eine Ansicht der Maschine mit Brücke der Fig. 6 von oben.

Fig. 1 zeigt eine Maschine mit Brücke 1 herkömmlicher Bauart, die zwei Stützen 2, 3 aufweist, deren Unterseiten auf einem Tisch 4 ruhen, und zwar mittels Gleitschienen 5, 6, die parallel zu einer horizontalen Achse X verlaufen, sowie einen Querträger 7 aus einem Stück, der die beiden Stützen 2, 3 starr miteinander verbindet. Der Querträger 7 kann bezüglich der Stützen 2, 3 entweder fest oder vertikal beweglich sein. An jede Stütze 2, 3 und den Querträger sind gleitend entlang einer zur Achse X der Wagen 8a, 8b, 8c quer verlaufenden Achse Y montiert. Die Wagen 8a, 8b, 8c tragen jeweils Bearbeitungsköpfe 9a, 9b, 9c, die geeignet sind, entlang einer Achse Z bewegt zu werden, die quer zu den Achsen X und Y verläuft, und Werkzeuge tragen.

Das Verfahren der Brücke 2 wird von zwei kinematischen Ketten X₁ und X₂ gesteuert, für deren Synchronlauf eine numerische Steuerung sorgt, die auch das Verfahren der Wagen 8a, 8b, 8c und der Bearbeitungsköpfe 9a, 9b, 9c ent­ sprechend der an einem auf dem Tisch 4a montierten Arbeits­ stück durchzuführenden Bearbeitungsarbeiten steuert.

Fig. 2 und 3 zeigen eine Maschine mit Brücke 10 der Erfindung, die sich funktional von der herkömmlichen Maschine dadurch unterscheidet, daß die beiden Stützen 2 und 3 unabhängig voneinander im Rahmen eines gegebenen Höchstabstandes Δ in Richtung der horizontalen Achse X bewegt werden können.

Diese Maschine mit Brücke 10 weist ebenfalls zwei Stützen 2 und 3 auf, deren Unterseiten auf einem Tisch 4 ruhen, und zwar mittels Gleitschienen 5, 6, die parallel zu einer horizontalen Achse X sind, sowie einen Querträger 7, der die beiden Stützen 2 und 3 verbindet. Der Querträger besteht aus zwei Querträgerelementen 7a, 7b, die jeweils von den Stützen 2 und 3 getragen werden und deren einander gegenüberliegende Seiten 11a, 11b, die auf einer vertikalen Teilungsebene liegen, die parallel zur Richtung X angeord­ net ist, mit Vorrichtungen ausgestattet sind, und zwar in Form von zur Achse X parallelen Gleitschienen, die eine knappe und sehr starre Führung zwischen den beiden Quer­ trägerelementen 7a, 7b gewährleisten und die Starrheit der Brücke bei den Bewegungen der beiden Stützen 2 und 3 zuein­ ander entlang der Achse X erhalten.

Die Stütze 2 wird in Richtung der X mit einer kinema­ tischen Kette X₁ bewegt, die von der numerischen Steuerung gesteuert wird. Die Stütze 3 wird unabhängig von der Stütze 2 von einer kinematischen Kette X₂ bewegt, die ebenfalls von der numerischen Steuerung gesteuert wird.

Die Bewegung des Querträgerelements 7a bezüglich des Querträgerelements 7b kann von einer zusätzlichen kinemati­ schen Kette X₃ gesteuert werden, die von der numerischen Steuerung gesteuert wird, mit der Bedingung X₁ + X₃ = X₂, wodurch die Arbeitspräzision der Vorrichtung verbessert werden kann.

Der zulässige Höchstabstand zwischen den Bewegungen der beiden Stützen 2, 3 entlang der Achse der X ist abhän­ gig von der Länge der Führungsvorrichtungen zwischen den Querträgerelementen 7a, 7b und höchstens gleich der doppel­ ten Breite der Querträgerelemente 7a, 7b auf der Teilungs­ ebene. Vorzugsweise ist dieser Abstand Δ höchstens gleich der Breite der Querträgerelemente 7a, 7b, damit diese auf mindestens der Hälfte ihrer einander gegenüberliegenden Vorderflächen aneinander anliegen.

Die Maschine mit Brücke 10 mit zueinander beweglichen Stützen 2, 3 kann vielfältig angewendet werden.

Insbesondere ermöglicht sie die Bearbeitung zweier un­ terschiedlicher Arbeitsstücke oder der beiden verschiedenen Flächen ein und desselben Stücks. In diesem Fall sind die Bearbeitungsköpfe 9a, 9b, die von den Wagen 8a, 8b getragen werden, die auf den Stützen 2 und 3 gleiten können, glei­ tend vorgesehen und mit Werkzeugen zum Fräsen, Bohren oder Ausbohren versehen, wie dies in den Fig. 2 und 3 darge­ stellt ist.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Verwendung der Brücke 10 der Erfindung zur Positionierung eines beweglichen Querträgers 12 im Raum, der einen Bearbeitungskopf 13 trägt, um die Bearbeitung entlang einer Achse W zu ermöglichen, die im Raum schwenkbar ist. Jeder Wagen 8a, 8b ist mit einer Hülse 9a, 9b versehen, die eine Kupplung 13a, 13b mit doppeltem Drehbolzen zum Tragen des beweglichen Querträgers 12 auf­ weist. Der bewegliche Querträger 12 kann entlang 5 Achsen ausgerichtet werden: der Achse X durch Verfahren der Brücke 10, der Achse Y durch vertikales Verfahren der Wagen 8a, 8b, der Achse Z durch Querneigung der Hülsen 9a, 9b, der Drehachse A auf einer vertikalen Ebene um eine horizontale, zur Achse X quer angeordnete Achse durch Verfahren der Wagen 8a, 8b zueinander und der Drehachse B um eine verti­ kale Achse durch Bewegung der Stützen 2 und 3 der Brücke zueinander. Wenn der bewegliche Querträger 12 mittels eines Winkelstifts 15 einen Bearbeitungskopf 13 trägt, können Bohrungsbearbeitungen vorgenommen werden, und das bei Benutzung nur einer Bewegungsachse W.

Fig. 6 und 7 zeigen eine Verwendung der Brücke 10 der Erfindung zur Anbringung eines Nietungs-C 16 im Raum. Wie bei der Anbringung des beweglichen Querträgers 12 ist das Nietungs-C 16 mit den Hülsen 9a, 9b der Wagen 8a, 8b durch Kupplungen 13a, 13b mit doppeltem Drehbolzen verbunden. Auf diese Weise kann man das C im Raum positionieren und jeg­ liche Bohr-, Senk-, Schraub- oder Nietarbeiten mit großer Genauigkeit an einem festen Arbeitsstück vornehmen, das fest in einer starren Verbindung unter der Brücke gehalten wird.

Claims (2)

1. Maschine mit einer beweglichen Brücke, die zwei Stüt­ zen (2, 3) aufweist, die auf einem Tisch (4) ruhen, und zwar mittels paralleler Gleitschienen (5, 6), die eine Längsachse X definieren, wobei die Bewegung die­ ser Stützen (2, 3) entlang dieser Achse X jeweils von kinematischen Ketten X₁, X₂ gesteuert wird, die von einer numerischen Steuerung gesteuert werden, sowie einen Querträger (7), der die beiden. Stützen (2, 3) verbindet, wobei die Brücke (1) auf jeder Stütze (2, 3) Bearbeitungsköpfe (9a, 9b) tragen kann, die entlang Y- und Z-Achsen beweglich sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (7) aus zwei Querträgerelementen (7a, 7b) besteht, die jeweils von den Stützen (2, 3) getragen werden und im Rahmen eines gegebenen Höchstabstandes Δ zueinander in Rich­ tung der X
sowie dadurch bewegt werden können, daß die kinema­ tischen Ketten X₁ und X₂ unabhängig voneinander sind und von der numerischen Steuerung im Rahmen des Abstandes Δ gesteuert werden.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche kinematische Kette X₃ zwischen den beiden Querträgerelementen (7a, 7b) vorgesehen ist, welche kinematische Kette X₃ von der numerischen Steuerung mit der Bedingung X₁ + X₃ = X₂ gesteuert wird.