DE1463278C - Vorrichtung zum selbständigen Einsteuern eines Werkzeugmaschinen Schlittens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbständigen Einsteuern eines Werkzeugmaschinenschlittens nach Vorwahl der Länge seines Verstellweges in eine vorher bestimmte Lage, mit motorisch angetriebener Gewindespindel und umlaufendem Impulsgeber, dessen Zählimpulse auf ein Zählwerk wirken, und einem Schleifringkollektor mit umlaufendem Schleifkontakt.

Es sind Vorrichtungen zum genauen Einstellen eines Schlittens od. dgl. an Werkzeugmaschinen mittels eines die Schlittenbewegung begrenzenden Anschlages bekannt, bei denen der Anschlag durch eine Gewindespindel motorisch verstellt wird. Dabei wird der Verstellweg in einem Vorwähler eingestellt und durch umlaufende Schleifkontakte gesteuert, für jede Zahlenreihe einen, die jeweils mit zehn festen Kontakten auf feststehenden Kontaktscheiben zusammenarbeiten und deren Drehzahlen dekadisch abgestuft sind, so daß der Schleifkontakt einer Ziffernreihe erst um einen Schaltschritt bewegt wird, wenn der Schleifkontakt der vorhergehenden Ziffernreihe eine volle Umdrehung beendet hat. Jedem Schaltglied des Zähl- und Schaltwerkes entspricht im Vorwähler ein Wählschalter mit der gleichen Anzahl von Kontakten bei dem entsprechenden Schaltglied, wobei jeder einzelne Kontakt der Schaltglieder mit einem Kontakt des entsprechenden Wählschalters elektrisch verbunden ist.

ίο Durch Schließen der Stromkreise, durch die in den Schaltgliedern umlaufenden Schleifkontakte über die im Vorwähler vorgewählten Kontakte —zuerst des Schaltgliedes für die Ziffern der groben Maße, zuletzt der Schaltglieder für die feinsten Maßziffern— wird die genaue Drehung der Verstellspindel bestimmt, wobei die Drehzahl der Gewindespindel mittels einer Relaisanordnung bei Annäherung des eingestellten Maschinenteiles an den vorgewählten Punkt vermindert und anschließend beendet sowie nach erfolgter Einstellung automatisch in Nullage zurückgeführt und danach abgeschaltet wird (deutsche Patentschrift 1022443).

Es sind auch Vorrichtungen zum Steuern von Bewegungen mit vorgewählter Weglänge bekannt, bei denen das Antriebsglied regelmäßig Impulse auf Schrittwähler gibt, die aus der vorgewählten in die Grundstellung zurückschalten und dort ihre Bewegung beenden, bei denen nacheinander mehrere Impulsgeber mit zugeordneten Schrittwählern zum Einsatz kommen, wobei jeder Schrittwähler pro dekadisch aufgeteilter, immer kleiner werdender Einheitsstrecke eine Anzahl Impulse erhält, die seiner Wegstrecke entsprechen, so daß jeder Gruppe von Impulszählern/Schrittwählern eine bestimmte Geschwindigkeit des bewegten Teiles zugeordnet ist, dessen Änderung gleichzeitig mit der Umschaltung von der einen auf die nächste Gruppe erfolgt (deutsche Patentschrift 946 939).

Die geschilderten bekannten Einrichtungen zum selbsttätigen Einstellen eines Maschinenteiles werden z. B. an Koordinatentischen von Lehrenbohrwerken verwendet, bei denen die Einstellung des Werkzeugschlittens auf ein Hundertstelmillimeter oder Bruchteile davon erfolgen soll. Diese hohe Genauigkeit setzt eine sehr feinfühlige und präzise arbeitende Vorrichtung voraus.

Es gibt nun aber im Maschinenbau zahlreiche Fälle, bei denen die Einstellung eines Maschinenteiles nicht mit einer derartig hohen Präzision zu erfolgen braucht, bei denen vielmehr eine Genauigkeit ausreicht, die um ein oder zwei Dezimalstellen gröber ist, bei denen der Werkzeugschlitten nicht auf Hundertstel oder Tausendstel, sondern auf Millimeter und Zehntelmillimeter eingestellt werden soll.

An Schruppdrehbänken z. B. wird mit einem sehr groben Span gedreht, eine Genauigkeit von einigen Zehntelmillimetern ist für das Instellungsbringen des Drehsupportes ausreichend. Wichtig ist hier allein die selbsttätige Einstellung, die ein Nachmessen überflüs-

'60 sig macht und die Nebenzeiten verkürzt. Dies gilt besonders für die Bearbeitung großer Durchmesser auf Drehbänken, bei denen gleichfalls nicht mit höchster Präzision gearbeitet zu werden braucht, bei denen aber ein Nachmessen der Werkstücke beim Anstellen des Drehstahles umständlich und sehr zeitraubend ist. Für solche Arbeiten sind die bekannten Einrichtungen nicht geeignet, weil sie zu aufwendig und viel zu kompliziert sind.

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Schließlich sind die Verstellgetriebe der geschilder- spindel für die Schlittenbewegung in Zollteilung aus-

ten bekannten Einrichtungen dekadisch angeordnet geführt zu werden, so daß beispielsweise eine Umdre-

und versagen, wenn die Positionierung nach dem Zoll- hung V₂" entspricht. Durch die Verwendung eines

system erfolgen soll. Werkzeugmaschinen, die auf 32teiligen Schleifringkollektors ist dann die Einstell-

dem Weltmarkt angeboten werden, müssen aber dem 5 vorrichtung nach Bruchzoll ausgerichtet mit einer

landesüblichen Maßsystem angepaßt sein, und es muß kleinsten Meßeinheit von ¹Im" oder bei Wahl eines

möglich sein, sie mit Einrichtungen auszurüsten, die 50teiligen Kollektors nach Dezimalzoll mit einer

eine Einstellung sowohl nach dem einen wie nach dem kleinsten Meßeinheit von 0,01".

anderen Maßsystem gestatten. Mit den bekannten Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil,

Einrichtungen ist dieser Übergang aber nicht möglich. io daß für den ganzen Verstellbereich nur ein einziger

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Impulsgeber verwendet wird, nämlich nur für die Grob-

Vorrichtung der eingangs genannten Art zum genauen einstellung nach Zentimetern. Für einen großen Ver-

Einstellen eines Werkzeugmaschinenschlittens zu stellweg sind daher nur wenige Impulse erforderlich,

schaffen, bei der die Einstellung automatisch und so daß ein einfaches Zählwerk für geringe Zählge-

genau nach Vorwahl der gewünschten Werkstückab- 15 schwindigkeiten ausreichend ist. Wegen der geringen

messung erfolgt. Dabei soll die Einstellung sowohl Impulszahl kann der Impulsgeber auch ein einfacher

nach der dekadischen Zahlenordnung als auch nach mechanischer Nockenschalter sein. Es ist weiterhin

dem Zollsystem möglich sein, und es sollen möglichst von Vorteil, daß die feinen Werte (Millimeter und

wenig Teile beim Übergang von einem auf das andere Zehntelmillimeter) einfach durch die Winkelstellung

Maßsystem ausgewechselt werden. 20 einer Kontaktscheibe ermittelt werden. Auch dies ist

Erfindungsgemäß sind der Stellung der Gewinde- eine unkomplizierte und wenig störanfällige Methode

b spindel zwei umlaufende Kontaktanschläge fest zu- der Messung relativ feiner Werte, so daß die ganze

geordnet, deren erster für die Messung von groben Anlage trotz hoher Genauigkeit durchaus robust und

Werten (Zentimeter) erst nach einer bestimmten, dem dem rauhen Betrieb einer Eisenbahnwerkstatt ge-

Zählbeginn entsprechenden Stellung des Schlittens 25 wachsen ist.

stromführend wird und in an sich bekannter Weise Schließlich besteht ein besonderer Vorteil der erfin-

Stromimpulse auf ein mit einem Vorwähler versehe- dungsgemäßen Einrichtung darin, daß die groben

nes Zählwerk gibt, deren zweiter Kontaktanschlag Werte nach einer anderen Methode gemessen werden

nach Beendigung einer vollen Umdrehung vom letzten als die feinen Werte. Dadurch ist der Übergang vom

Schaltimpuls aus, doch vor Erreichen der nächsten, 30 metrischen auf das Zollsystem besonders einfach, weil

dem kleinsten Schaltschritt entsprechenden Stellung nur eine metrische Gewindespindel mit Mutter gegen

für die Messung von feinen Werten (Zehntelmillime- eine solche mit Zollsteigung ausgetauscht zu werden

tern) stromführend wird und in gleichfalls an sich be- braucht. Der Markt für eine solche Einrichtung wird

kannter Weise auf einem Schleifringkollektor glei- dadurch erheblich vergrößert.

tende Schaltlamellen mit einem zweiten Vorwähler 35 In Ausgestaltung der Erfindung wird die Gewindeverbindet, spindel und die mitlaufende Scheibe, die durch Zahn-

Bei einer solchen Einrichtung, die hauptsächlich für räder miteinander verbunden sind, von zwei Motoren schwere Produktionsdrehbänke gedacht ist, kommt es angetrieben, die über eine Magnetkupplung und nicht nur auf eine Verkürzung der Arbeitszeiten, son- Zahnradgetriebe auf eine gemeinsame Welle treiben dem in erster Linie auch auf die Verkürzung der Ne- 40 und derart übersetzt und geschaltet sind, daß der vom benzeiten beim Einstellen der Maschinen sowie auf Schwungmoment und anderen Trägheitskräften hereine robuste, störungsfrei arbeitende Konstruktion an. rührende Nachlauf nach Abschalten des Motors mit y Zu diesem Zweck wird in diesem Fall der Drehsup- Sicherheit kleiner als eine ganze Umdrehung der port nicht über Anschläge, sondern direkt in bekann- Schaltscheibe ist, die jetzt im Schleichgang vollendet ter Weise mit einer Transportspindel verstellt, deren 45 wird.

Endstellung durch ein vorgewähltes Schrittschaltwerk Erfindungsgemäß liegt hierbei zwischen dem Ende und einen Schleifringkollektor vorausbestimmt ist. der Zählung der Zentimeter und dem Beginn der Zäh-Diese Anordnung ist einfach und dem robusten Be- lung der Millimeter und Zehntelmillimeter eine ganze, trieb einer schweren Produktionsdrehbank durchaus an der Zählung nicht beteiligte Umdrehung der Kongewachsen. 50 takte, die durch Vorverlegung des Zählbeginns um

Der Support läuft im Eilgang in die vorgewählte eine Zähleinheit ausgeglichen wird. Diese, die beiden

Endstellung, der dem gewünschten Drehdurchmesser Zählsysteme trennende und selbst an der Zählung un-

entspricht, bleibt aber einige Millimeter vorher stehen beteiligte Umdrehung ist für eine exakte Schaltung

und fährt den letzten kurzen Weg im Schleichgang in und Zählung erforderlich.

seine Arbeitsstellung, aus der er im Eilgang wieder zu- 55 Erst nach Beendigung dieser Umdrehung und bevor

rückgezogen werden kann. die Zählung der Millimeter und Zehntelmillimeter be-

Die Einrichtung nach der Erfindung zählt die Zen- ginnt, wird dieses Schalt- und Zählsystem stromfühtimeter nach der Impulsmethode. Ein Zentimeter ist rend. Dadurch wird der durch die Trägheitskräfte behier die kleinste Meßeinheit. Es wird also mit wenigen dingte Nachlauf von Schlitten und Getriebe wirksam Schaltimpulsen in der Zeiteinheit gearbeitet, so daß 60 gemacht. Die Gewindespindel wird in an sich bekannmechanische Schalter wie einfache Nockenschalter ter Weise von einem Eilgang- und Schleichgangmotor verwendet werden können. Die Millimeter und die angetrieben, wobei der Eilgangmotor so eingestellt ist, Zehntelmillimeter werden durch die Stellung eines daß sein Nachlauf mit Sicherheit die umlaufenden umlaufenden Kontaktes auf einem Schleifringkollek- Kontakte um weniger als 360° nachlaufen läßt. Nach tor eingestellt, so daß ein lOOteiliger Kollektor eine 65 dem Auslauf des Schlittens und des Getriebes aus dem kleinste Meßeinheit von 0,1 mm ergibt. Eilgang bewegt der Schleichgangmotor die umlaufen-

SoIl dieselbe Einrichtung für das Zollsystem gelie- den Kontakte in Schaltstellung. Erst jetzt wird der

fert werden, so braucht nur die metrische Gewinde- Kontakt für den Schleifringkollektor stromführend,

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und zwar, nachdem er die der Stellung 0,0 entspre- Kontakt gegeben und damit den Schalter 17 stromfüh-

chende Lamelle verlassen, aber bevor er die der Stel- rend gemacht hat. Es wird also vom großen Durch-

lung 9,5 entsprechende Lamelle berührt hat. Diese messer rückwärts gezählt.

Forderung macht es erforderlich, daß die Isolierung Auf dem Werkzeugschlitten 1 befindet sich ein dezwischen den Schaltlamellen im Schleifringkollektor 5 kadisch geordnetes Drucktastenfeld mit den Tastengrößer ist als der Schleifringkontakt. streifen 22 bis 25, in das der gewünschte Drehdurch-

Selbstverständlich kann diese Einrichtung auch so messer durch Drücken der entsprechenden Tasten ausgebildet werden, daß die Grobeinstellung nach eingegeben und damit vorgewählt wird. Die Tasten-Millimetern zählt und die Feineinstellung von einem streifen 22 und 23 sind für den Zentimeterbereich vorlOOteiligen Kollektor vorgenommen wird, so daß die io gesehen und mit dem Schrittschaltwerk 20 verbunden. Positionierungsgenauigkeit doch noch erhöht werden Die Tastenstreifen 24 und 25 sind für den Millimeterkann, und Zehntelmillimeterbereich vorgesehen und mit

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des dem Schleifringkollektor 19 verbunden.

Erfindungsgedankens. Durch die Vorwahl über den Zentimeter-Tasten-

Der Werkzeugschlitten 1 bewegt sich entsprechend 15 streifen wird ein bestimmter Kontakt des Schrittabnehmendem Durchmesser in Pfeilrichtung in der Schaltwerkes stromführend, und durch die Vorwahl nicht gezeichneten Schlittenführung einer Bettplatte über die Millimeter- und Zehntelmillimeter-Tastendurch die Gewindespindel 2, deren Mutter 3 mit der streifen wird eine bestimmte Lamelle des Kollektors Bettplatte verbunden ist. Der Antrieb der Gewinde- 19 an einen Kontakt gelegt.

spindel 2 erfolgt vom Motor 4 über die Zahnräder 5 20 Die Zählung der vollen Umdrehungen der Scheibe

und 6 oder vom Motor 7 zusätzlich über die Zahnrä- 12 und damit auch der Spindel 2, also der volle Zenti-

der 8 und 9. meter-Schlittenweg, wird so lange fortgesetzt, bis die

Beide Motoren 4 und 7 treiben auf dieselbe Welle im Drucktastenfeld 22 und 23 vorgewählte Anzahl und können über die Magnetkupplung 10 miteinander von Zentimetern im Schrittschaltwerk 20 den stromverbunden bzw. getrennt werden. Es bewirkt der Mo- 25 führenden Kontakt erreicht hat, wodurch der Eilgangtor 4 als Eilgang- und der Motor 7 als Schleichgang- motor 4 ausgeschaltet wird. Sein Nachlauf ist so gemotor. wählt, daß er mit Sicherheit kleiner ist als eine volle

Mit der Gewindespindel 2 ist über die Zahnräder 6 Umdrehung der Scheibe 12. Die Anschläge 13 und 14 _r und 11 eine umlaufende Scheibe 12 verbunden, auf bleiben also vor den Schaltern 17 und 18 stehen. Mit der sowohl die Anschläge 13 und 14 als auch die Kon- 30 dem Stillstand des Eilgangmotors 4 wird der Schleichtakte 15 und 16 angeordnet sind, von denen die erstge- gangmotor7 eingeschaltet, so daß die Anschläge 13 nannten auf die Schalter 17,18, die letztgenannten auf und 14 langsam den Schaltern 17 und 18 genähert den Kollektor 19 einwirken. Der Anschlag 13 wirkt werden. Erst wenn der Anschlag 14 die volle Umdreauf den Schalter 17, der mit einem Schrittschaltwerk hung vollendet, aber bevor er die dem kleinsten 20 elektrisch verbunden ist. Wenn die Gewindespin- 35 Schaltschritt entsprechende nächste Stellung erreicht del 2 eine Steigung von 10 mm hat und die Zahnrä- hat, wird der Schalter 18 geschaltet, der jetzt die vorder 6 und 11 eins zu zwei übersetzt sind, bedeutet eine gewählte Lamelle des Schleifringkollektors 19 strom-Umdrehung der Scheibe 12 fünf mm Weg des Werk- führend macht. Beim Erreichen der jetzt stromführenzeugschlittens 1. Es wird die Anzahl der Umdrehungen den Lamelle wird auch der Schleichgang 7 aus- und gezählt, und die Zählung beginnt von einer bestimmten 40 eine Bremse eingeschaltet. Der Werkzeugschlitten äußersten Schlittenstellung, wenn der Endschalter 21 bleibt auf dem vorgewählten Durchmesser stehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbständigen Einsteuern eines Werkzeugmaschinenschlittens nach Vorwahl der Länge seines Verstellweges in eine vorher bestimmte Lage, mit motorisch angetriebener Gewindespindel und umlaufendem Impulsgeber, dessen Zählimpulse auf ein Zählwerk wirken, und einem Schleifringkollektor mit umlaufendem Schleifkontakt, dadurch , gekennzeichnet, daß der Stellung der Gewindespindel (2) zwei umlaufende Kontaktanschläge (13, 14) fest zugeordnet sind, deren erster für die Messung von groben Werten (Zentimeter) erst nach einer bestimmten, dem Zählbeginn entsprechenden Stellung des Schlittens (1) stromführend wird und in an sich bekannter Weise Stromimpulse auf ein mit einem Vorwähler (23) versehenes Zählwerk (20) gibt, deren zweiter Kontaktanschlag nach Beendigung einer vollen Umdrehung vom letzten Schaltimpuls aus, doch vor Erreichen der nächsten, dem kleinsten Schaltschritt entsprechenden Stellung für die Messung von feinen Werten (Millimeter, Zehntelmillimeter) stromführend wird und in gleichfalls an sich bekannter Weise auf einem Schleifringkollektor (19) gleitende Schaltlamellen (15, 16) mit einem zweiten Vorwähler (24, 25) verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (2) und die mitlaufende Scheibe (12), die durch die Zahnräder (5, 6, 11) miteinander verbunden sind, von zwei Motoren (4,7) angetrieben werden, die über eine Magnetkupplung (10) und Zahnradgetriebe (8,9) auf eine gemeinsame Welle treiben und derart übersetzt und geschaltet sind, daß der vom Schwungmoment und anderen Trägheitskräften herrührende Nachlauf nach Abschalten des Motors (4) mit Sicherheit kleiner als eine ganze Umdrehung der Schaltscheibe (12) ist, die jetzt im Schleichgang «vollendet wird, nicht an der Zählung teilnimmt und durch Vorverlegung des Zählbeginns um eine Zähleinheit wieder ausgeglichen wird.