DE3003754C2 - Vorrichtung zum Positionieren eines Werkzeugs an einer Bearbeitungseinrichtung - Google Patents

Description

rerseits lassen sich also beliebige Winkel einstellen, ohne daß eine nachträgliche Überprüfung erforderlich ist.

Die bisher übliche, aufwendige Überwachung durch Meßuhren wird also überflüssig, so daß sich die Einstellung des Werkzeuges wesentlich vereinfacht

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Funkenerosionsmaschine, und

F i g. 2 einen vertikalen Schnitt längs der Linie A-A von F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte und allgemein durch das Bezugszeichen 1 angedeutete Funkenerosionsmaschine weist ein »Werkzeug«, nämlich eine Bearbeitungselektrode 11 auf, die unter einem bestimmten, von der Art des zu behandelnden Werkstückes abhängenden Winkellage fixiert werden muß. Die Positionierung dieser Bearbeitungselektrode 11 soll im folgenden im Detail erörtert werden.

Die Funkenerosionsmaschine 1 werit eine tischförmige Unterlage 2 und den eigentlichen Werkzeugkopf 3 mit einem Ständer 4, einem beweglichen Arm 7 mit einem Schwalbenschwanz 6 und mit einer Kupplung 8 auf, die am vorderen Ende des beweglicher. Arms 7 befestigt ist; der Schwalbenschwanz 6 befindet sich im Eingriff mit einer Schwalbenschwanznut 5 am Ständer 6, so daß der bewegliche Arm 7 durch diese Schwalbenschwanzführung in vertikaler Richtung verschoben werden kann, wie man aus F i g. 1 erkennt

Die Kupplung 1 weist ein an dem beweglichen Arm 7 befestigtes und dementsprechend stationäres Kupplungselement 9 und ein auswechselbares Kupplungselement 10 auf, an dem über eine Gelenkverbindung die Bearbeitungselektrode 11 angebracht ist Die Bearbeitungselektrode 11 kann also in Bezug auf das auswechselbare Kupplungselement 10 verstellt werden.

Zur winkelmäßigen Positionierung der Bearbeitungselektrode 11 in Bezug auf den Werkzeugkopf 3 in einer vorgegebenen Richtung dienen ein erstes Paar Einstellblöcke 12,13 und ein zweites Paar Einstellblöcke 14,15. Die Einstellblöcke 12, 13 weisen an ihren jeweiligen, unteren Flächen 16, 17 Schwalbenschwänze 18, 19 auf. Der Schwalbenschwanz 18 steht mit einer Nut 22 in Eingriff, deren Form dem Schwalbenschwanz 18 entspricht; die Nut 22 ist zwischen Führungsplatten 20,21 ausgebildet, die an einer Hauptfläche 2a der tischförmigen Unterlage 2 mittels Schrauben befestigt sind.

Der andere Schwalbenschwanz 19 steht mit einer Nut 25 (siehe F i g. 2) in Eingriff, deren Form dem Schwalbenschwanz 19 entspricht; die Nut 25 ist zwischen Führungsplatten 23,24 ausgebildet, die durch Schrauben an der Hauptfläche 2a der Unterlage 2 befestigt sind. Die Nuten 22,25 sind so angeordnet, daß die Längsachse der Nut 22 bezüglich cLt Längsachse der Nut 25 ausgerichtet ist Folglich kann das Paar Einstellblöcke 12,13 längs einer geraden Linie entsprechend den Längsachsen der Nuten 22,25 sowie in einer parallel zu der Hauptfläche 2a der Unterlage 2 verlaufenden Ebene bewegt werden.

Das paar Einsteüblöcke 12,13 weist an seinen einander gegenüberliegenden Seiten Einstellflächen 26, 27 zur Anpassung an die Bearbeitungselektrode 11 auf. Bei der dargestellten Ausführungsform verlaufen die Einstellfächen 26, 27 senkrecht bezüglich der Hauptfläche 2a und parallel zueinander.

Das weitere Paar Einstellblöcke 14,15 kann längs der Hauptfläche 2a der tischförmigen Unterlage 2 mittels FührunesDlatten 28. 29 sowie 30. 31 in ähnlicher Weise wie die Einstellblöcke 12,13 bewegt werden. Diese Bewegungsrichtung verläuft senkrecht zu den Längsachsen der Naten 22, 25. Das Paar Einstellblöcke 14, 15 weist Einstellflächen 32, 33 auf, die senkrecht zu der Hauptfläche 2a und auch senkrecht zu den Einstellflächen 26 und 27 verlaufen. Um die Einstellflächen 26,27 des einen Paars von Einstellblöcken 12,13 und die Einstellflächen 32,33 des anderen Paares von Einsteliblökken 14, 15 in einem bestimmten Abstand voneinander halten zu können, sind unter der tischförmigen Unterlage 2 Abstands-Einstelleinrichtungen vorgesehen. Um die Abstand-Einstelleinrichtungen mit den entsprechenden Einsteüblöcken 12 bis 15 zu verbinden, sind Ausschnitte 34 bis 37 in der Unterlage 2 ausgebildet, die den durch die Führungsplatten festgelegten Nuten entsprechen.

F i g. 2 zeigt eine Abstands-Einstelleinrichtung 38, die sich zwischen dem Blockpaar 12 und 13 befindet. Die Abstands-Einstelleinrichtung 38 weist eine L-förmige Stange 39, von der ein Ende durch den Ausschnitt 34 hindurch an einer Bodenfläche 16.·. des Schwalbenschwanzes 18 des Einstellblockes 12 festgelegt ist, eine L-förmige Stange 40, von der ein Ende durch den Ausschnitt 35 hindurch an einer Bodenfläche 19s des Schwalbenschwanzes 19 des Einstellblockes 13 festgelegt ist, iid eine Einstellschraube 41 auf, deren Innengewinde 41a und 416 mit in entgegengesetzten Richtungen verlaufenden Außengewinden 39a und 40a in Eingriff sind, die an den anderen Enden der L-förmigen Stange 39 und 40 ausgebildet sind. Wenn also die Einstellschraube 41 gedreht wird, werden die Stangen 39 und 40 gleichzeitig in die Einstellschraube 41 hinein und gleichzeitig aus dieser herausgeschraubt. Somit kann durch Drehen der Einstellschraube 41 der Abstand zwisehen dem Blockpaar 12, 13 eingestellt werden, wobei die Einstellflächen 26 und 27 parallel zueinander gehalten werden. Eine Abstand-Einsieiieinrichtung 42 mit entsprechender Ausbildung ist zwischen dem Blockpaar 14,15 vorgesehen.

Das auswechselbare Kupplungselement 10 weist ein kugelförmiges Element 43 und einen Sitz 44 auf, dessen Form der Kontur des kugelförmigen Teils 43 entspricht. Die Bearbeitungselektrode 11 wird von dem auswechselbaren Element 10 über einen Stab 11a gehalten, der in einer Ausnehmung 45 einer Halterung 45 aufgenommen ist, die in dem kugelförmigen Element 43 angebracht ist. Die Baugruppe aus dem kugelförmigen Element 43 und dem Sitz 44 ist an einem Hauptteil 10a des abnehmbaren Kupplur.gselementes 10 mittels Schrauben befestigt, wie in F i g. 2 dargestellt ist, so daß die Bearbeitungselektrede 11 gelenkig mit dem auswechselbaren Kupplungselement 10 verbunden ist. Zum Halten und Verriegeln dss kugelförmigen Elementes 43 disnt iiti Preßkolben 47, der flüssigkeitsdicht und vertikai bewegbar in einem Zylinder 46 des Hauptteils 10a angeordnet ist; unttr Druck stehendes öl wird dem Zylinder 46 über eine Förderstrecke zugeführt, die durch eine Öldruckquelie 48, eine Rohrleitung 49, ein Verbindungsteil 50 und den Hauptteil 10a gebildet wird. Wenn der Druck in dem Zylinder 46 durch den Öldruck erhöht wird, wird der Preßkolben 47 gegen einen Kopf 456 der Halterung gedrückt, wodurch das kugelförmige Element 43 verriegelt wird.
Das stationäre Kupplungselement 9 ist an dem beweglichen Arm 7 mi'tels Schrauben 52 und 53 befestigt und weist konische Ansätze auf, die in V-förmige Nuten in dem auswechselbaren Kupplungselement aufgenommen sind, um dadurch die entsprechende Laee zwischen

dem auswechselbaren Element 10 und dem stationären Element 9 einzustellen. Obwohl drei Ansätze und drei V-förmige Nuten in Winkelabständen von jeweils 120° vorgesehen sind, ist in F i g. 2 nur einer der Ansätze 54 und die V-förmige Nut 55 gezeigt, in der der Ansatz 54 aufgenommen ist.

Eine elektromagnetische Spule 56 ist über einen Schalter 57 mit einer Anschlußleitung 58 verbunden, wie in F i g. 1 dargestellt ist. Oa der Hauptteil 10a aus magnetischem Material besteht, fließt bei Einschalten des to Schalters 57 Strom durch die elektromagnetische Spule, so daß das auswechselbare Kupplungselement 10 an dem stationären Element 9 in der geforderten Lage verriegelt wird.

Nunmehr wir die Arbeitsweise bei einer winkelmäßigen Positionierung der Bearbeitungselektrode mit Hilfe dieser Einstellvorrichtung beschrieben. Zuerst wird das auswechselbare Kupplungselement 10, das eine Bearheit.ungsclcMrriHfi trägt, an dem stationären Kupplungselement 9 angebracht und bezüglich dieses Elementes in einer bestimmten Lage angeordnet; hierauf wird der Schalter 57 geschlossen, um das auswechselbare Element 10 zu verriegeln. In diesem Stadium liegt kein Druck in dem Zylinder 46 vor, so daß der Preßkolben 47 frei beweglich bleibt.

Dann wird die Höhe des verschiebbaren Arms 7 so eingestellt, daß sich die Bearbeitungselektrode 11 in einer solchen Lage befindet, daß sie den Einstellflächen der Einstellblöcke gegenüberliegt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Blockpaare in einem Abstand voneinander angeordnet, der größer als die Breite der Bearbeitungselektrode 11 ist. Die Abstands-Einstelleinrichtungen 38 und 42 werden dann betätigt, so daß die Elektrode 11 zwischen dem ersten Blockpaar 12 und 13 und zwischen dem zweiten Blockpaar 14 und 15 gehalten werden kann. Damit wird also die Bearbeitungselektrode 11 in zwei zueinander senkrechten Richtungen gehalten, wenn die vier Flächen der Elektrode 11 in Form eines quadratischen Säulenständers den Einstellflächen 26,27, 32 bzw. 33 folgen. Dies ist der speziellen Anordnung zuzuschreiben, da jedes Blockpaar auf der tischförmigen Unterlage 2 gehaltert ist und so frei entlang einer vorbestimmten Linie bewegt werden kann. Folglich befindet sich die Elektrode 11 in einer Lage, die vertikal bezüglich der Unterlage 2 verläuft; sie wird in dieser Lage verriegelt, indem der Druck in dem Zylinder 46 erhöht wird, der dann auf den Preßkolben 47 drückt.

Nachdem die Elektrode 11 in der entsprechenden Lage angeordnet und verriegelt ist, wird das auswechselbare Kupplungselement 10 von dem stationären Kupplungselement 9 gelöst und an einem anderen stationären Element angebracht, das identisch mit dem Element 9 ist und vorbereitend an einer Hohlwelle einer (nicht dargestellten) Funkenerosionsmaschine angebracht ist, so daß die Elektrode 11 an dieser Maschine eine vorbestimmte Lage einnimmt Das Positionieren und Einstellen der Bearbeitungselektrode erfolgt also außerhalb der Maschine; die so eingestellte Elektrode kann ohne weiteres an der Maschine angebracht werden; der Austausch und das Positionieren von Bearbeitungselektroden läßt sich schneit und noch dazu genau durchführen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Elektrode 11 an der Funkenerosionsmaschine dadurch angebracht, daß die Elektrode an der Halteeinrichtung einmal eingestellt wird, die getrennt von der Maschine vorgesehen ist, um vorbereitend die Winkeipositionierung der Elektrode zu erreichen. Selbstverständlich kann jedoch auch die Elektrode, die bereits an der Maschine angebracht ist, unmittelbar mit Hilfe der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung eingestellt werden. In diesem Fall wird zuerst die Einstellvorrichtung an einem Bearbeitungstisch der Maschine befestigt; dann wird die an dem Kopf angebrachte Elektrode unmittelbar in der beschriebenen Weise positioniert.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform zwei paar Einstellblöcke verwendet werden, kann auch ein paar Einstellblöcke ausreichen. Natürlich können bei Bedarf auch drei oder mehr Paar Einstellblöcke verwendet werden.

Obwohl die Einstellflächen der Einstellblöcke bei der beschriebenen Ausführungsform vertikal bezüglich der tischförmigen Unterlage verlaufen, können sie auch im Winkel bezüglich der Unterlage entsprechend einem geforderten Einstellwinkel der Elektrode angeordnet werden oder Konturen haben, die zu einer bestimmten Form der Elektrode passen.

Diese Einstellvorrichtung kann auch für andere Maschinen verwendet werden, beispielsweise zur Winkeleinstellung einer Elektrode für eine Elektropoliereinrichtung, für ein Schweißgerät, für die Werkzeuge von Hobelmaschinen, Shaping-Maschinen, Drehbänke, Schleifmaschinen, usw.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Keilstüek, das auf dem. Arbeitstisch zu montieren ist Patentansprüche: wird zuerst mit der anderen Seite des Zentrierstückes verbunden und erst dann am Arbeitstisch befestigt

1. Vorrichtung zum Positionieren eines einzustel- Dann wird der Nonius der Maschineneinstellung auf !enden Werkzeugs unter einem geforderten Winkel 5 Null gestellt und das Zentrierstück ausgekuppelt Die an einer Bearbeitungseinrichtung Zentrierung der Maschine ist dann nur noch Sache von

Sekunden, so daß keine zeitraubende Ausrichtung mit-

a) mit einer Halteeinrichtung zum gelenkigen Hai- tels Meßuhr und Richtmikroskop mehr erforderlich Lst ten des Werkzeugs, Nachteilig ist bei dieser bekannten Einstei'vorrich-

b) mit einem an der Bearbeitungseinrichtung fest to tung jedoch, daß offensichtlich die Winkellage des angebrachten Kopfteil, an dem die Halteein- Werkzeuges nicht variiert werden kann.

richtung lösbar in einer vorbestimmten La.gebe- Weiterhin geht aus der DE-AS 19 38944 eine Meßziehung befestigt ist und und Justiervorrichtung zum Einrichten von Erosions-

c) mit einer Einstellvorrichtung zur Änderung der elektroden außerhalb der Funkenerosionsmaschine her-Winkellage des gelenkig gehaltenen Werk- is vor, bei der die Elektrode durch Einstellschrauben verzeugs, schoben und das Ergebnis dieser Verschiebung mit H Hf e

eines Zentriermikroskopes überwacht wird. Die ent-

gekennzeichnetdurch sprechenden Arbeitsgänge sind also sehr zeitaufwendig

und erfordern eine große Geschicklichkeit und Erfah-

d) eine mit dem Kopfteil (7. 9) fest verbundene, 20 rung.

tischiöimige Unterlage (2), durch Eine Vorrichtung zum Positionieren eines einzustel-

e) mindestens ein paar Einstellblöcke (12, 13; 14, lenden Werkzeuges unter einem geforderten Winket an 15) mit jeweiligen Einstellflächen (26,27; 32,33) einer Bearbeitungseinrichtung der angegebenen Gatzum Positionieren des Werkzeugs (U) unter tung geht schließlich aus der DE-OS 19 03 677 hervor dem geforderten Winkel durch Halten des 25 und weist eine Halteeinrichtung zum gelenkigen Halten Werkzeugs (U) zwischen den Einstellblöcken des Werkzeugs, einen an der Bearbeitungseinrichtung, (12.13; 14,15), durch beispielsweise einer Funkenerosionsmaschine, fest an-

f) eine Einrichtung (20, 21; 23, 24; 28, 29; 30, 31) gebrachten Kopfteil, an dem die Halteeinrichtung Iöszum Tragen und Führen der Einstellblöcke (12, bar in einer vorbestimmten Lagebeziehung angebracht 13; 14,15) derart daß diese auf der Unterlage (2) 30 ist sowie eine Einstellvorrichtung zur Änderung der in einer vorbestimmten Richtung verschiebbar Winkellage des gtienkig gehaltenen Werkzeuges auf. sind, urnj durch Hierbei müssen zur Festlegung der gewünschten Win-

g) eine Einrichtung*^; 42)y um Einstellendes Ab- kellage, beispielsweise einer senkrechten Lage des Standes zwischen d^n Einstellflächen (26,27; 32, Werkstückes, in diesem Fall der Elektrode einer Fun-33), wobei diese Einsiellei; -khtung (38; 42) mit 35 kenerosionsmaschine, Meßuhren angelegt werdea dem Paar Einstellblöcken (12,13; 14,15) derart durch deren Ablesung erst festgestellt werden kann, ob verbunden ist die optimale Einstellung vorliegt; diese Einstellung ist

also ebenfalls sehr mühsam und umständlich und erfor-

daß die Einstellblöcke (12, 13; 14, 15) gleichzeitig dert große Sorgfalt und auch einige Erfahrung,

bewegt werden. 40 Der Erfindung liegt deshaib die Aufgabe zugrunde,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- eine Vorrichtung zum Positionieren eines einzustellenzeichnet, daß jeder Einstellblock (12,13; 14,15) auf den Werkzeuges unter einem geforderten Winkel an der tischförmigen Unterlage (2) durch eine Schwai- einer Bearbeitungscinrichtung, insbesondere der Elekbenschwanznut (25) gehalten ist trode einer Funkenerosionsmaschine, der angegebenen

45 Gattung in der Weise weiterzubilden, daß sie die Posi-

tionierung in der optimalen Winkellage auf rein mechanischem Wege, nämlich ohne zusätzliche Messungen, ermöglicht

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positio- Diese Aufgabe wyrd erfindungsgemäß durch im kennnieren eines einzustellenden Werkzeugs unter einem so zeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkgeforderten Winkel an einer Bearbeitungeinrichtung male gelöst

der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gat- Eine zweckmäßige Ausführungsform wird durch das

tung. Merkmal des Anspruchs 2 definiert

Aus dem Artikel »Eine neue Vorrichtung zur Befesti- Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf gung und Einstellung von Werkzeugen auf Werkzeug- 55 folgender Funktionsweise: Die Vorrichtung zum Posimaschinen, insbesondere für Funkenerosionsverfah- tionieren des Werkzeuges weist eine mit dem Kopfteil ren«, veröffentlicht in Technische Rundschau, Jahrgang der Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Funken-55, Nr. 34 vom 9. Aug. 1963, S. 25 ff, ist eine Befesti- erosionsmaschine, fest verbundene, tischförmige Untergungsvorrichtung bekannt die sich aus Keilstücken und lage auf; auf dieser Unterlage können Einstellblöcke in Nutstücken zusammensetzt; die Keilstücke werden an 60 einer vorgegebenen Richtung verschoben werden, und der Maschine befestigt, während auf dem Nutstück das zwar parallel zur Oberfläche der Unterlage. Das Werk-Werkzeug befestigt wird. Die beiden Halter werden zeug, also beispielsweise eine Elektrode, wird zwischen durch einen Exzenterstift und acht Prismenflächen mit Einstellflächen der Einstellblöcke unter dem gewünschhöchster Präzision ineinander verkuppelt ten Winkel gehalten, so daß die Einsteliblöcke unter

Zur Ausrichtung des Elektrodenhalters und des unte- es Beibehaltung dieses Winkels über die Unterlage verren Keilstücks wird an dem auf der Maschinenspindel schoben werden können. Durch Vorgabe der Lage bzw. fest montierten Keilstück ein beidseitig mit prismati- der Winkel der Einstellflächen einerseits und der Verschen Nuten versehenes Zentrierstück befestigt. Das Schiebung der Einstellblöcke über die Unterlage ande-