DE1150261B

DE1150261B - Process for workpiece-independent pre-adjustment of stop-free controlled tools on machine tools

Info

Publication number: DE1150261B
Application number: DEH34359A
Authority: DE
Inventors: Paul Hettler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-11-07
Filing date: 1952-11-07
Publication date: 1963-06-12

Description

Verfahren zur werkstückunabhängigen Vorjustierung von anschlaglos gesteuerten Werkzeugen an Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorjustierung von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen mit vollautomatischer anschlagloser Steuerung der Werkzeugwege durch Schablonen, welches in erster Linie dazu bestimmt ist, die Justierung unabhängig von der Gestaltung der Werkstücke vornehmen zu können und es ermöglicht, die Umstellung der Werkzeuge bei Werkstückwechsel zu vermeiden.Process for workpiece-independent pre-adjustment of stopless controlled tools on machine tools The invention relates to a method for pre-adjustment of tools on machine tools with fully automatic stop-less Control of tool paths through templates, which is primarily intended is to be able to carry out the adjustment independently of the design of the workpieces and it makes it possible to avoid changing the tools when changing workpieces.

Bei den heute bekannten vollautomatischen Steuerverfahren mit vielfachem Werkzeugeinsatz wird der Werkzeugweg in der Regel verstellbar durch Endschalter begrenzt, welche den Werkzeugschlitten auf Rücklauf schalten. Bei jeder Umstellung auf ein anderes Werkstück ist dabei eine Neueinstellung der Endschalter an der Werkzeugmaschine notwendig, und es erfolgt diese immer im Zusammenhang mit der Fertigung von Probestücken, ein Verfahren, welches sehr zeitraubend ist, von dem Einrichter der Werkzeugmaschine großes Können abverlangt, und als unwirtschaftlich angesehen werden muß, wenn verhältnismäßig schwierige Werkstücke von hohem Genauigkeitsgrad in immer wiederkehrenden Zeitabständen und geringen Stückzahlen herzustellen sind.With the fully automatic control methods known today with multiple When using tools, the tool path is usually adjustable by means of limit switches which switch the tool slide to reverse. With every change A new setting of the limit switch on the machine tool is required for a different workpiece necessary, and this is always done in connection with the production of test pieces, a procedure which is very time consuming by the machine tool setter great skill is required and must be viewed as uneconomical if proportionate difficult workpieces with a high degree of accuracy at recurring time intervals and are to be produced in small numbers.

Es sind auch anschlaglose Steuerungsverfahren bekannt, bei welchen ein Werkzeug beispielsweise in einer Richtung mechanisch in einer weiteren dazu senkrechten Richtung vor- und rückwärts durch elektrische Impulse über Schrittschaltwerke gesteuert wird, wobei die Impulse von Filmstreifen mit Lichtschranken, Magnetspeichern oder Tonbändern abgegeben werden. Das Verfahren wird hauptsächlich zum Konturenformen an Drehbänken oder Fräsmaschinen angewandt. Hierbei erfolgt die Anbringung der Impulse auf dem Speicher meistens nach dem Umkehrverfahren, d. h. durch Abfahren eines Taststiftes an einem Probestück. Nach dem Verfahren können beliebig oft gleiche Werkstücke auf der Werkzeugmaschine hergestellt werden, wenn beim Einspannen des Werkstückes für den Einsatzpunkt des Werkzeuges immer ein gleicher Punkt am Werkstück zugrunde gelegt wird, der mit einem Nullpunkt auf dem Impulsspeicher übereinstimmt.There are also non-stop control methods known in which a tool, for example, mechanically in one direction in another vertical direction forwards and backwards through electrical impulses via stepping mechanisms is controlled, the impulses of film strips with light barriers, magnetic memories or tapes are delivered. The process is mainly used for contouring used on lathes or milling machines. This is where the impulses are applied on the memory mostly according to the reverse process, d. H. by moving a stylus on a sample. After the process, the same workpieces can be used any number of times of the machine tool are produced if when clamping the workpiece for the point of use of the tool is always based on the same point on the workpiece which coincides with a zero point on the pulse memory.

Das Verfahren findet wegen seines hohen Aufwandes jedoch noch nicht dort Verwendung, wo eine Vielzahl von Werkzeugen in Gruppen einander ablösend oder auch zeitlich überlagert auf kleinem Raum arbeiten müssen, wie dies beispielsweise bei einer Revolverdrehmaschine der Fall ist.However, the process does not yet take place because of its high level of effort Use where a large number of tools in groups or replacing one another also have to work temporally overlaid in a small space, such as this, for example is the case with a turret lathe.

Das der Anmeldung zugrunde liegende Verfahren zur Vorjustierung von Werkzeugen an Werkzeugen ist Bestandteil eines vollautomatischen Steuerverfahrens, welches hauptsächlich beim Übergang auf die Fertigung des nächsten Werkstückes zeitraubende, schwierig durchzuführende und die Genauigkeit beeinträchtigende Einstellarbeiten an der Werkzeugmaschine vermeiden soll. Alle beim Übergang auf das andere Werkstück veränderlichen Faktoren, wie Werkzeugauswahl, Auswahl der Vorschubwege u. dgl., sind dabei in der Steuerschablone festgelegt und vor allen Dingen auch rechnerisch vorbestimmbar, so daß auch bei erstmaliger Herstellung eines Werkstückes die Bereitstellung eines Probestückes entfallen kann.The procedure on which the registration is based for pre-adjusting Tools on tools is part of a fully automatic control process, which is mainly time-consuming during the transition to the production of the next workpiece Adjustments that are difficult to carry out and impair accuracy should be avoided on the machine tool. All at the transition to the other workpiece variable factors, such as tool selection, selection of feed paths, etc., are specified in the control template and, above all, mathematically can be predetermined, so that even when a workpiece is produced for the first time, it is provided a test piece can be omitted.

Dieses Verfahren setzt voraus, daß für alle Werkzeugwege gleiche, sehr genau bestimmbare Ausgangspunkte festgelegt werden können und die Werkzeuge nach Beendigung eines jeden Arbeitsganges wieder diese Ausgangsstellung einnehmen. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein einfacher Justierkörper an Stelle des Werkstückes in die Werkzeugmaschine eingespannt wird, dessen Oberfläche einen das zu fertigende Werkstück mit Abstand umschließenden Raum begrenzt. Der Justierkörper kann vorzugsweise die Form eines Zylinders haben, gegebenenfalls jedoch auch eine andere einfache, geometrische Form, beispielsweise die eines Prismas, besitzen. Die für die Serienfertigung eines beliebigen Werkstückes benötigten Werkzeuge werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren an den Justierkörper angestellt und damit in ihre Null- bzw. Ausgangsstellung gebracht. Der Justierkörper wird hierauf an der Maschine entfernt und an seiner Stelle der Werkstückrohling bzw. die Werkstoffstange eingespannt. Die Maschine wird sodann in Abhängigkeit von einer Steuerschablone bekannter Art, die mit Impulskontakten für die Werkzeugauswahl und mit Dauerkontakten für die von der Nullstellung ab für die einzelnen Werkzeuge in Betracht kommenden Vorschubwege versehen ist, in Betrieb genommen. Der Justierkörper und damit die durch dessen Verwendung erreichte Einstellung der Maschine kann also für verschieden gestaltete und verschieden große Werkstücke mindestens dann Verwendung finden, wenn diese den Justierkörper in keiner Dimension überragen.This procedure assumes that the same, very precisely determinable starting points can be set and the tools return to this starting position after each work step has been completed. According to the invention this is achieved in that a simple adjustment body on Place the workpiece is clamped in the machine tool, its surface delimits a space enclosing the workpiece to be manufactured at a distance. Of the Adjustment body can preferably have the shape of a cylinder, but if necessary also another simple, geometric shape, for example that of a prism, own. The tools required for series production of any workpiece are employed according to the method according to the invention on the adjustment body and thus brought into their zero or starting position. The adjustment body is on this removed from the machine and in its place the workpiece blank or the material bar clamped. The machine is then dependent on a control template known type, those with pulse contacts for tool selection and with permanent contacts for the feed paths that come into consideration for the individual tools from the zero position is provided, put into operation. The adjustment body and thus the through it Use achieved setting of the machine can therefore be designed for different and workpieces of different sizes are used at least if they have the Adjustment body does not protrude in any dimension.

Darüber hinaus kann erfindungsgemäß, vorzugsweise bei stark verschiedenen Längen der Werkstücke aufeinanderfolgender Serien, der von dem Justierkörper eingenommene Raum beispielsweise in der Längsrichtung lediglich mit Hilfe der Steuerschablone stufenweise durch verstellbare Impulswahl in Kombination mit Magnetwählanschlägen für einen besonders dafür vorgesehenen Vorschub- und Rückholmotor verändert werden. Dadurch werden unwirtschaftlich lange Anfahrwege des Werkzeuges vermieden, wenn das zu fertigende Werkstück den Raum, den der Justierkörper umschließt, in einer Richtung nur ungenügend ausfüllt.In addition, according to the invention, preferably with widely differing Lengths of the workpieces of successive series, the one occupied by the calibration body Space, for example, in the longitudinal direction only with the help of the control template step by step through adjustable pulse selection in combination with magnetic selection stops for a specially designed feed and return motor. This avoids uneconomically long approach paths for the tool, if the workpiece to be manufactured the space that the adjustment body encloses in a Direction is insufficient.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichteten Werkzeugmaschine schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Werkstück in Draufsicht innerhalb des gestrichelt angedeuteten, von einem zylindrischen Justierkörper eingenommenen Raumes, Fig. 2 einen Teil eines Drehautomaten in Draufsicht mit an den zylindrischen Justierkörper angestellten Werkzeugen, Fig. 3 einen Teil eines Drehautomaten in Draufsicht wie Fig. 2, jedoch mit durch Impulswahl verstellbarem Werkzeugträger.In the drawing, one embodiment is one for the application the machine tool set up according to the invention is shown schematically. It shows Fig. 1 a workpiece in plan view within the dashed line, a space occupied by a cylindrical adjusting body, FIG. 2 shows a part of a Automatic lathes in plan view with employed on the cylindrical adjustment body Tools, FIG. 3 shows a part of an automatic lathe in plan view like FIG. 2, however with tool carrier adjustable by pulse selection.

Der von einem gestrichelt dargestellten Justierkörper 1 von der Länge Z eingenommene Raum umschließt gemäß Fig. 1 das Werkstück 2, bzw. in Fig. 2 der Justierzylinder 1 a das Werkstück 2 a. Die strichlierten Konturen 3 und 4 bzw. 3 a und 4 a des Justierzylinders 1 bzw. 1 a bestimmen die Ausgangs-bzw. Nullstellungen für die Werkzeuge 5 und 6 sowie den Werkzeugsatz 7. Von diesen Nullstellungen ausgehend werden die Vorschubwege der einzelnen Werkzeuge berechnet sowie die Impulse und Dauerkontakte auf dem zugehörigen Steuerzylinder festgelegt.The space occupied by an adjusting body 1 of length Z, shown in dashed lines, encloses the workpiece 2 according to FIG. 1, or the adjusting cylinder 1 a, the workpiece 2 a in FIG. 2. The dashed contours 3 and 4 or 3 a and 4 a of the adjusting cylinder 1 and 1 a determine the starting or. Zero positions for tools 5 and 6 as well as tool set 7. Starting from these zero positions, the feed paths of the individual tools are calculated and the pulses and permanent contacts are set on the associated control cylinder.

Gemäß Fig. 1 erfordert das Werkstück 2 sechs Werkzeugvorschubbewegungen, und zwar je drei in axialer und radialer Richtung. Die axial angreifenden Vorschubbewegungen legen nacheinander die Wege a, b und c zurück, die radial angreifenden die Wege d, e und f. Dabei steuern die Vorschubbewegungen a und d ein Werkzeug in zwei Ebenen, während alle anderen Vorschubbewegungen jeweils nur ein Werkzeug in einer Richtung bewegen, so daß nur fünf Arbeitsgänge ausgeführt werden. Da die Ausgangspunkte der Werkzeuge durch das Anliegen an den Flächen 3 und 4 bzw. 3 a und 4 a genau festgelegt sind, ist es möglich, die Werkzeugwege mit Hilfe der Konstruktionszeichnungen genau zu bestimmen und auf dem Steuerzylinder festzuhalten. Für jedes andere Werkstück, das der vom gleichen Justierzylinder eingenommene Raum aufzunehmen vermag, kann die Herstellung auf der gleichen Werkzeugmaschine erfolgen, ohne irgendeinen Eingriff an derselben vornehmen zu müssen, wenn dessen Steuerschablone für den gleichen Justierkörper ausgelegt ist und die an der Maschine befindlichen Werkzeuge ausreichen. Beim übergang auf ein anderes Werkstück und entsprechendem Schablonenaustausch ändern sich jeweils nur die Auswahl der Werkzeuge, ihr zeitlicher Einsatz und ihr Weg, also die Werte, die restlos auf einer Schablone festgelegt werden können.According to FIG. 1, the workpiece 2 requires six tool feed movements, namely three each in the axial and radial directions. The axially acting feed movements cover paths a, b and c one after the other, the radially attacking paths d, e and f. The feed movements a and d control a tool in two planes, while all other feed movements only one tool in one direction move so that only five operations are carried out. Since the starting points of the tools are precisely defined by the contact with the surfaces 3 and 4 or 3 a and 4 a, it is possible to precisely determine the tool paths with the aid of the design drawings and to hold them on the control cylinder. Any other workpiece that can take up the space occupied by the same adjusting cylinder can be manufactured on the same machine tool without having to make any intervention on the same, if its control template is designed for the same adjusting body and the tools on the machine are sufficient . When changing to a different workpiece and exchanging the corresponding template, only the selection of tools, their temporal use and their path change, i.e. the values that can be completely determined on a template.

Wie in Fig. 3 angedeutet ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren gegebenenfalls mehrstufig arbeiten. Dies kommt vor allem dann in Betracht, wenn die Werkstücke verschiedener Serien gegenüber dem Justierkörper, für den die Werkzeugeinstellung an der Maschine bereits erfolgt ist, in einer Dimension wesentlich abweichen. Ein solcher Fall ist beispielsweise dann gegeben, wenn das zu fertigende Werkstück wesentlich kürzer ist als die Länge des Justierzylinders, auf den die Maschine eingestellt wurde. Es müßten dann bei unveränderter Einstellung der Maschine außerordentlich lange Zustellwege von den Werkzeugen zurückgelegt werden, worunter die Wirtschaftlichkeit der Fertigung leidet. In einem solchen Falle besteht die Möglichkeit, die Zustellungswege ohne Neueinstellung der Werkzeuge und ohne Verwendung eines neuen Justierkörpers lediglich von der Schablonenseite her zu verkürzen, so daß auch in diesem Falle für die Änderung der Einstellung nur der Austausch der Steuerschablone erforderlich ist. In diesem Fall wird durch schablonengesteuerte Vorwahl beim erstmaligen Einsatz der Steuerung für die Fertigung eines Werkstückes der alle für die Wegeverkürzung in Frage kommenden Werkzeuge tragende Werkzeugschlitten mittels Vorschubmotor und elektromagnetischen Anschlägen in eine unter mehreren Stufen auswählbare Ausgangsstellung gefahren und nach Ablauf der Fertigung, ausgelöst durch einen Stückzahlschalter über einen Rücklaufmotor wieder in die Grundstellung zurückgeholt, die dem Justierzylinder zugrunde liegt.As indicated in FIG. 3, the method according to the invention can work in several stages if necessary. This is particularly important when the workpieces of different series compared to the adjustment body for which the tool setting has already taken place on the machine, differ significantly in one dimension. A such a case is given, for example, when the workpiece to be manufactured is essential is shorter than the length of the adjusting cylinder to which the machine is set became. It would then have to be extraordinary if the setting of the machine is unchanged long delivery routes are covered by the tools, including economic efficiency manufacturing suffers. In such a case there is the possibility of using the delivery methods without resetting the tools and without using a new calibration block only to be shortened from the template side, so that in this case too changing the setting only requires the exchange of the control template is. In this case, a template-controlled preselection is used when the device is used for the first time the control for the production of a workpiece, all for the shortening of the route possible tools carrying tool slides by means of a feed motor and electromagnetic stops in a starting position that can be selected from several levels driven and after the end of production, triggered by a quantity switch brought back to the basic position via a return motor, which is the adjustment cylinder underlying.

Die Ausgangsstellung der Werkzeuge wird also so verschoben, als ob ein Justierkörper anderer Länge zur Einstellung der Werkzeuge gedient hätte. Eine derartige mehrstufige Steuerung ist natürlich nicht auf die Längsrichtung des Justierkörpers beschränkt, sondern gegebenenfalls auch für andere Dimensionen anwendbar.The starting position of the tools is shifted as if an adjustment body of a different length would have been used to adjust the tools. One Such multi-stage control is of course not limited to the longitudinal direction of the adjustment body limited, but may also be applicable for other dimensions.

Gemäß Fig. 3 kann das in zwei Richtungen steuerbare Werkzeug 6 und der Werkzeugsatz 7, der in Achsrichtung arbeitet, einschließlich aller dazugehörigen Vorschuborgane 8 auf einem Werkzeugschlitten 9 durch je ein Motorgetriebe 10 und 11 vorwärts und rückwärts bewegt werden. Die Vorwärtsbewegung kann durch mehrere elektromagnetisch ausstellbare Anschläge 12 begrenzt werden, der Rücklauf durch den Anschlag 13. Durch je einen auf der Steuerschablone 14 angebrachten Impulskontakt 15 ist der entsprechende Anschlag 12 wahlweise für die gewünschte, der Steuerschablone zugrunde liegende Zylinderlänge Z1, Z2, Z3 einstellbar, und diese Einstellung bleibt während der Fertigung der ganzen Serie beibehalten. Gleichzeitig mit der Auswahl des elektromagnetisch ausstellbaren Anschlages 12 wird, ebenfalls bei der erstmaligen Funktion der Steuerung, der Vorschubmotor 10 durch einen Kontakt 16 der Steuerschablone 14 in Gang gesetzt. Beim Erreichen des Anschlages 17 stellt ein eingebauter Endschalter 18 den Vortriebsmotor 10 und den Magnetanschlag 12 gleichzeitig ab. Die Rückwärtsbewegung, die immer notwendig ist, um für das folgende Werkstück die richtige Vorwahl des Zylinders treffen zu können, kann vor dem Einsetzen der nachfolgenden Schablone durch Druckknopfimpuls von Hand, oder auch, wie in Fig. 3 dargestellt, durch einen Stückzahlschalter 19 erfolgen, der nach voreingestellter Stückzahl nach Ablauf der Serie den Rückhohnotor einschaltet, der sich dann nach Erreichen der Ausgangsstellung durch den Endschalter 20 selbsttätig wieder abschaltet.According to FIG. 3, the tool 6 and can be controlled in two directions the tool set 7, which works in the axial direction, including all associated Feed members 8 on a tool slide 9 by a respective motor gear 10 and 11 can be moved forwards and backwards. The forward movement can be through several electromagnetically adjustable stops 12 are limited, the return through the stop 13. By a pulse contact attached to the control template 14 15 is the corresponding stop 12 optionally for the desired control template underlying cylinder length Z1, Z2, Z3 adjustable, and this setting remains Maintained throughout the entire series. Simultaneously with the selection of the electromagnetically deployable stop 12 is also used for the first time Function of the control, the feed motor 10 through a contact 16 of the control template 14 started. When the stop 17 is reached, a built-in limit switch is set 18 the propulsion motor 10 and the magnetic stop 12 from the same time. The backward movement, which is always necessary to select the correct preselection of the To be able to hit the cylinder, can be used before the onset of the following Template by push-button impulse by hand, or, as shown in Fig. 3, done by a number switch 19, which according to the preset number of items Sequence of the series switches on the reverse motor, which then turns on after reaching the The starting position is automatically switched off again by the limit switch 20.

Claims

PATENT CLAIMS: Machine clamped, simple, preferably cylindrical adjustment body (1, l a) is made, the surface of which delimits a space surrounding the finished workpiece (2, 2a), and this adjustment as the basis for the production of control templates for the production of a series of workpieces, which can also be enclosed by the adjustment body, is used.

2. Procedure according to claim 1, characterized in that the fixed by an adjusting body Starting positions of the tools in their feed direction via known ones Step-by-step control templates through presettable pulse selection in combination with Magnetic stops for the feed and / or return movement are changeable. 1. Procedure for pre-adjusting tools on machine tools, with fully automatic, stop-free control of tools using templates, especially on automatic lathes, characterized in that the pre-adjustment is carried out in place of a workpiece model in the