DE1777319A1

DE1777319A1 - Elektrische Kopierregeleinrichtung fuer spanabhebende Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1777319A1
Application number: DE19651777319
Authority: DE
Inventors: Kurt Maecker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-09-16
Filing date: 1965-09-16
Publication date: 1971-11-11
Also published as: DE1777319B2; DE1777319C3

Description

Elektrische Kopierregeleinrichtung für spanabhebende Werkzeugmaschinen Zusatz-Patentanmeldung zum Patent .............. (Patentanmeldung P 15 13 361.9-14) Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kopierregeleinrichtung für spanabhebende Werkzeugmaschinen, bei der die Kopierregelung nur in einer Koordinate erfolgt und als Messglied ein Geschwindigkeitsmessglied vorgesehen ist, dessen elektrisches Signal der Geschwindigkeit des Schablonenfühlorgans nach Richtung und.

Wert entspricht und den Soll-Wert darstellt für die Geschwindigkeitsregelung des Antriebes für den Kopiervorschub des Werkzeugschlittens und dass ein auf die gegenseitige Zage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens ansprechendes Lagemessglied vorgesehen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal das Regelsignal für die Geschwindigkeit des Kopiervorschubes im Sinne einer konstanten gegenseitigen Zage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens korrigiert, gemäss Patent ......... (Patentanmeldung P 15 13 361.6-14). Gemäss der Hauptanmeldung ist das SchablonenfÜhlorgan als Schablonenschlitten ausgebildet, auf dem das hagemessglied angeordnet ist, das mit einem mit dem Werkzeugschlitten über ein mechanisches Getriebe verbundenen Hilfsschlitten in Wirkverbindung steht. Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, die Hauptanmeldung noch zu verbessern und zwar dahingehend, dass die Erschütterungen am Frässchlitten durch das Fräsen zu stark werden könnten und dadurch die Messungen sehr ungünstig beeinflusst oder sogar unmöglich machen würden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Steuerschlitten mit dem Schablonenschlitten, der Schablone und dem Vorschubantrieb in eine bauliche Einheit zusammengefasst sind, wobei die Schablone auf einer Achse angeordnet ist, die zwangsläufig mittels eines mechanischen oder elektfischen Gleichlaufantriebes mit dem WerkstÜck-Spindelantrieb verbunden ist, und die Achse gleichzeitig dazu dient, die Drehzahlen der Werkstück-Spindel zu steuern. Diese bauliche Einheit ist derart getrennt an der Maschine montiert, dass verhindert wird, dass die Erschütterungen, die der Fräser auf den Fräser-Schlitten überträgt, auf die Vorschub- und Regeleinheit übertragen werden. Ausserdem hat aber die Zusammenfassung der gesamten Steuerung an einer Stelle bedienungsmässig sehr grosse Vorteile, da nicht nur das Einrichten an einer Stelle vor-genommen, sondern euch die Arbeitsweise der Maschine an einer Stelle kontrolliert werden kann. Ein weiterer entscheidender Vorzug dieser Zusammenfassung der Regeleinheit besteht aber darin, daß diese Einheit für eine ganze Reihe von Maschinen verwendet werden kann, da die Größe des Vorschubantriebs nicht mit der Maschinengröße wächst, sondern es wächst im Wesentlichen nur die Leistung des Fräserantriebes. Aus statischen Gründen wird das Getriebe des Vorschubes so ausgeführt, daß auch große Maschinen damit angetrieben werden können. Die gleiche Baueinheit kann also für Maschinen mit beispielsweise Hüben von 5o bis 5oo mm verwendet werden. Der neue ausserdem erfindungsgemässo vorgesehene Antrieb ist deshalb besonders vorteilhaft, weil die Schablone in jedem Fall die gleiche Drehzahl wie das Werkstück haben muß. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Antrieb für die Schablone, der also mit dem Werkstück gekoppelt ist, deshalb in die Regelbaueinheit mit einbegriffen. Dabei kann nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Achse, die die Schablone für die Werkstück-Spindel trägt und die zwangsläufig mit dem Werkstück-Spindelantrieb mittels eines mechanischen oder elektrischen Gleichlauf-Antriebes verbunden ist, gleichzeitig benutzt werden, die Drezahlen der Werkstück-Spindel zu steuern. Da diese Drehzahlen rechnungsmässig festgelegt sind und durch die Kopierregelung nicht beeinflusst werden, kann auf diese Achse eine besondere Drehzahl-Schablone Aufgesetzt werden, die über einen Signalgeber, der ein analoger Drehfeldgeber oder ein analoges digitales Signalgerät sein kann, entsprechend der Winkelstellung dem WerkstÜck-Spindelantrieb entsprechende Drehzahlen vorschreibt. Weiterhin kann auch als eine weitere AusfÜhrungsform der Erfindung zu diesem Drehzahl-Signalgeber noch eine Einrichtung vorgesehen sein, die das Gesamtniveau aller Drehzahlen prozentual höher oder tiefer setzt. Bei Drehfeldgebern wird dieses so durchgeführt, dass durch einen vorgeschalteten Drehtransformator die Erregung des Drehfeldgebers sinngemäss herauf oder herunter gesetzt wird. Dadurch ist trotz der festen Drehzahl-Schablone für den Werkstück-Spindelantrieb noch eine Anpassung des Fräsvorganges an den Zustand des Fräsers oder/und der Härte des Werkstückes selbst möglich. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist auf der Achse des Schablonenantriebs eine Scheibe mit einem Nocken aufgesetzt, der in Verbindung mit einem Genauigkeits-Endtester die Zage des Werkstückes bestimmt und die Einstechbewegung erst dann freigibt, wenn das Werk- stück diese Lage eingenommen hat. Hierdurch wird erreicht, dass das Werkstück bei Beginn. der Einstechbewegung immer eine bes#immte Zage einnimmt, d.h., sich in einer Ausgangsstellung befindet. Bei Wechseln des Werkstückes gegen eine andere Form und Grösse sind, soweit es sich um die Vorschubgeschwindigkeit, die Grösse des Werkstückes und die Werkstück-Spindeldrehzahlen handelt, also nur die beiden Schablonen auszuwechseln. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Schema des gesamten mechanischen An-

triebs und des mechanischen Teils der

Nachlaufsteuerung einschliesslich der Ko-

pierregeleinrichtung.

Fig. 2 einen Drehfeldgeber zur Steuerung der Dreh-

zahl des Werkstück-Spindelmotors als Schema.

Zig. 3 die zur Fig. 2 gehörigen Steuerkurven.

In Fig. 1 ist 4 das Werkstück, das zentrisch aufgespannt ist und vor dem sich der Werkzeugschlitten 12 befindet, mit dem Werkzeug (F). Es kann auch ein zweiter Werkzeugschlitten angeordnet sein, der hier nicht gezeigt ist. Das Werkstück 4 erhält seinen Antrieb über Schneckentriebe 3o, ein Zahnradpaar 4o/41, ein Kegelradpaar 42/43 und weitere Vmrgelege von dem WerkstÜck-Spindelantriebsmotor 16. Die Schablone 2 wird über die Welle 11, die Kupplung 21, das Zahnradpaar 44/45 ebenfalls vom Werkstück-Spindelantriebsmotor 16 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkstück 4 angetrieben. Der Schablonenschlitten 1 wird mit einer unabhängigen Kraft.5, im vorliegenden Fall ein hydraulischer Kolben 46 im Zylinder 47, gegen die Schablone 2 gedrückt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Schablone 2 in eine entsprechende Vorschub-Geschwindigkeit des Schablonenschlittens 1 umgesetzt wird. Der Schablonenschlitten 1 treibt das Geschwindigkeitsmessglied 6 über eine Zahnstange 48 an, und zwar über die im gesamten Vor- und Rücklauf zurüc#gelegte Vorschubstrecke, die bei einem Hub von 50 mm - Zoo mm ist. Auf dem Schablonenschlitten 1 ist der 3-Punkt-Fühler 3 neben ihm und der Hilfsschlitten 7 angeordnet. DerHilfsschlitten d7 wird durch den Vorschub-Regelmotor 8 angetrieben, der auch den Werkzeugschlitten 12 antreibt. Der Hilfsschlitten 7 folgt dem Schablonenschlitten 1. Der Antrieb des Hilfsschlittens 7 kann natürlich auch ähnlich wie die Verbindung . zwischen Werkstückspindel und Schablonenantrieb über einen elektrischen Gleichlaufantrieb erfolgen. Der Hilfsschlitten 7 wird über das Schneckengetriebe 36 gleichsinnig mit dem Werkzeugschlitten 12 angetrieben. Er trägt eine Nockenleiste 1o, die auf einen Endschalter-Kasten 49 wirkt. Der Eilvorlauf wird über den Endschalter 1o.1 abgeschaltet, der zugleich auf Vorschub, und zwar auf die Vorschub-Geschwindigkeit v1, umschaltet. Über den Endschalter 1o.2 wird auf die Vorschub-Geschwindigkeit v2 umgeschaltet. Die beiden Vorschub-Geschwindigkeiten v1 und v2 können durch Potentiometer beliebig eingestellt werden. Der Eilgangmotor 26 treibt über die Kupplung 27 und über die Welle 28 über ein Schneckengetriebe 29 den Frässchlitten 12 mit einer konstanten Geschwindigkeit an. Der Vorschub erfolgt durch den Gleichstrom-Regelmotor 8 und die Kupplung 31. Der Fräser F wird über ein Schneckengetriebe durch den Drehstrommotor 5o angetrieben. Er läuft durch, bis eine Kurbelwelle fertig bearbeitet ist. Die Nockenscheibe 18 auf der Achse 13 dient dazu, die genaue Ausgangsstellung der Werkstück-Spindel für den Arbeitsbeginn festzulegen. Bei Fräsbeginn muß der zu fräsende Zapfen horizontal zum Fräser F liegen.

Diese Ausgangslage ist sowohl für die Einstechbewegung des Frässchlittens 12 als auch für den Anfang der Kopierbewegung maßgebend. Der Endtaster 2o verriegelt deshalb den Fräservor-Schub, wenn er nicht betätigt ist. Gleichzeitig dient der Schalter 2o aber auch der Abschaltung am Ende des Kopiervorganges, also nach genau 36o0 Drehung des Kurbelzapfens. An diesem Punkt erfolgt der Eilrücklauf des Werkzeugschlittens in die Grundstellung. Auf der Welle 13, auf der die Schablone 2 sitzt, ist eine Scheibe 18 mit einem Nocken 19 angeordnet, der für die genaue Grundstellung der Werkstück-Spindel dient und mit dem Endschalter 2o zusammen arbeitet. Für die Steuerung der Drehzahl des Werkstück-Spindelmotors 16 wird ein kontaktloser Drehfeldgeber 15 benutzt (Fig. 2). Dieser Drehfeldgeber wird von einer Steuerkurve 14, die auf der von . der Werkstückspindel abhängigen Steuerwelle 13 sitzt, betätigt. Ein bestimmter Winkelausschlag der Steuerkurve 14 gibt eine bestimmte Werkstück-Spindeldrehzahl (Fig. 3). Hierbei kann durch den vorgeschalteten Drehtransformator 17 die Erregung des Drehzahlreglers noch gesteuert werden. Dies isterforderlich, um die von der Steuerkurve 14 festgelegten Drehzahlen im ganzen nach oben oder nach.unten verändern zu können, und zwar im Bereich der in der Fig. 3 angegebenen beiden Kurven I und II, wobei I 50 % und II - loo 9b der Erregung des Drehfeldgebers 15 darstellt.

Claims

P a t e n. t a n s p r ü c h e Zusatz-Patentanmeldung zum Patent............ (Patentanmeldung P 15 13 361.6-14)

Werkzeugmaschinen, bei der die Kopierregelung nur in einer Koordinate erfolgt und als Meßglied ein Geschwindigkeitsmeßglied vorgesehen ist, dessen elektrisches Signal der Geschwindigkeit des Schablonenfühlorgans nach Richtung und Wert entspricht und den Soll-Wert darstellt für die Geschwindigkeitsregelung des Antriebs für den Kopiervorschub des Werkzeugschlittens und daß ein auf die gegenseitige Lage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens ansprechendes Lagemeßglied vorgesehen ist, dessen elektrisches Ausgangssignal das Regelsignal für die Geschwindigkeit des Kopiervorschubes im Sinne einer konstanten gegenseitigen Zage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens korrigiert, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Werkzeugschlitten (12) über ein mechanisches Getriebe (36) verbundene Hilfsschlitten (7) mit dem das Schablonenfühlorgan bildenden Steuerschlitten (1), der Schablone (2) und dem Vor-
2. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Werkstück (4)

Baueinheit (B) mit eingebaut ist.
3. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB auf der Achse (13) eine Drehzahlschablone (14) angeordnet ist, die über einen Signalgeber (15), der ein analoger Drehfeldgeber oder ein digitales Signalgerät sein kann, dem Werkstück-Spindelantrieb (16) der jeweiligen Winkelstellung entsprechende Drehzahlen vorschreibt.
4. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehzahl-Signalgeber (15) eine Einrichtung zugeordnet ist, durch die das Gesamtniveau aller Drehzahlen prozentual höher oder tiefer gesetzt wird.
5. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da(3 als Einrichtung gemäß Anspruch 4 ein vorgeschalteter Drehtransformator (51) verwendet wird,' der die Erregung des Drehfeldgebers herauf bzw. heruntersetzt.
6. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse (13) des Schablonenantriebs eine Scheibe (18) mit einem Nocken (19) aufgesetzt ist, der in Verbindung mit einem Genauigkeits-Endtaster (2o) die Zage des Werkstücks (4) bestimmt und die Einstechbewegung erst dann freigibt, wenn das Werkstück diese Zage eingenommen hat.
7. Elektrische Kopierregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Endtaster (2o) zur Abschaltung der Steuer- und Kopiervorrichtung am Ende des Kopiervorganges und zum Rücklaufkommando des Frässchlittens (12) in die Grundstellung dient.