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Einrichtung zur Steuerung des Vorschubs eines Stangenlademagazins für Drehautomaten
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ginn des Vorschubs doch noch eine gewisse Verformung besitzt, die bei einem "Strecken" der Stange nach dem Herausfahren des Schieberanschlags und gleichzeitigem Wiederbeginn der Vorschubbewegung zu einer Verfälschung der Wegmessung führen kann. Aus diesem Umstand ergibt sich die Erkenntnis, dass mit einer "statisch" definierten, vom "Nullpunkt" ausgehenden Wegmessung keine voll befriedigenden Ergebnisse erzielt werden können, wenn Materialstangen beliebiger Länge und beliebigen Durchmessers mit einem Lademagazin automatisch dem Drehautomaten zugeführt werden sollen.
Um hier Abhilfe zu schaffen wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung eine in Bewegungsrichtung der Materialstange vor den Bearbeitungswerkzeugen liegende, durch die Stange beeinflussbare Lichtschranke, ferner einen synchron mit der Vorschubvorrichtung antreibbaren elektrischen Impulsgeber aufweist, der mit einer voreinstellbaren, die elektrischen Impulse registrierenden elektronischen Zählvorrichtung zusammenarbeitet, die unmittelbar mit dem Einfahren der Materialstange in die Lichtschranke gestartet wird und nach einer der Wegstrecke zwischen Lichtschranke und Bearbeitungswerkzeug entsprechenden Anzahl von elektrischen Impulsen den Antrieb der Vorschubvorrichtung abschaltet.
Auf diese Weise konnten die Voraussetzungen für eine genaue Einhaltung des Vorschubweges der Materialstange geschaffen werden, da letztere den "Nullpunkt" des zu messenden Vorschubwegabschnitts nunmehr mit einer kontinuierlichen Vorschubbewegung und völlig spannungsfrei durchläuft. Infolgedessen tritt die Materialstange im gleichen gestreckten Zustand, in welchem sie den"Nullpunkt" passiert, in den Bearbeitungsbereich des Abstechstahls ein, so dass Gewähr für eine hohe Genauigkeit der Einschubsteuerung gegeben ist. Durch die Anwendung licht-elektrischer Mittel ist eine unverwickelte Synchronisierung zwischen dem Zeitpunkt des Erreichens des "Nullpunktes" und dem Start der Impulszählung möglich.
Der Zeitpunkt für die Abschaltung des Vorschubantriebs beim Eintreffen der Materialstange am Abstechstahl lässt sich an der elektronischen Zählvorrichtung leicht und sehr genau einstellen, womit eine weitere Voraussetzung dafür gegeben ist, dass Abweichungen in der Endstellung der Materialstange am Ende des Vorschubweges mit Sicherheit kleiner sind als die Breite des Abstechstahls. Da ausserdem der zu messende Vorschubweg mittels der elektrischen Impulse sehr fein unterteilt werden kann, lässt sich die Toleranz des Vorschubweges auf die gleiche Grössenordnung beschränken, wie sie bei Werkzeugmaschinen mit numerischer Steuerung vorliegt.
Ein verhältnismässig einfacher und übersichtlicher Aufbau der licht-elektrischen Steuereinrichtung wird erreicht, wenn der elektrische Impulsgeber eine an sich bekannte drehbar gelagerte, mit dem Antrieb der Vorschubvorrichtung wirkungsmässig verbundene Scheibe mit einer Anzahl von auf einem konzentrischen Kreis angeordneten Durchbrüchen aufweist, denen eine zweite Lichtschranke zugeordnet ist, deren Impulse der Zählvorrichtung zugeführt werden. Diese Ausgestaltung des elektrischen Impulsgebers bietet die Möglichkeit, die Genauigkeit der Einschubsteuerung auf überraschend einfache Weise durch Anordnung eines Getriebes zwischen dem Antrieb der Vorschubvorrichtung und der Scheibe des Impulsgebers weiter zu erhöhen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der licht-elektrischen Steuereinrichtung für ein Lademagazin mit Antrieb der Vorschubeinrichtung im"Normalgang"und"Schleichgang"wird dadurch erreicht, dass dem elektrischen Impulsgeber eine zweite, ebenfalls der Beeinflussung des Antriebs der Vorschubeinrichtung dienende voreinstellbare elektrische Zählvorrichtung zugeordnet ist, welche gleichfalls mit dem Einfahren der Materialstange in die Lichtschranke in Gang setzbar ist und mit Erreichen eines bestimmten Abstandes der Materialstange vor dem Abstechstahl den Antrieb der Vorschubvorrichtung von"Normalgang"auf"Schleichgang"umschaltet. Damit ist gewährleistet, dass beim Abschalten des Vorschubantriebs die Materialstange sofort stillgesetzt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 in einer teilweisen Darstellung das einem Langdrehautomaten beigestellte Lademagazin, dessen Vorschubstange eine neue Materialstange gerade in die am Langdrehautomaten angeordnete Lichtschranke einfährt, Fig. 2 ebenfalls in einer teilweisen sowie vergrösserten Darstellung die Lichtschranke und den Abstechstahl des Langdrehautomaten, wobei die zu messende Teilstrecke des Vorschubweges jeweils durch das vordere Ende der Materialstange angedeutet ist, Fig. 3 die Lochscheibe des elektrischen Impulsgebers, Fig. 4 in einer teilweisen Seitenansicht zu Fig. 3 die Lochscheibe und die zugeordnete Lichtschranke, und Fig. 5 das Blockschaltbild der licht-elektrischen Steuereinrichtung.
In Fig. l bedeuten-l-das Maschinengestell eines Langdrehautomaten und -2- dessen Spindel- stock. Dem Langdrehautomat ist ein selbsttätig arbeitendes Lademagazin für Stangenmaterial zugeordnet, das in seinem Grundaufbau an sich bekannt ist. Das Lademagazin besteht aus einem Gestell-4-, auf welchem eine motorisch angetriebene, am einen Ende eine Spannzange-Sa-aufweisende Vor-
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Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich, ist die Kette --6-- über Kettenräder --10 und 11-geführt und steht mit einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung, welche in einer am Gestell --4- befestigten Konsole --12-- angeordnet ist. Die Antriebsvorrichtung weist zwei an der Konsole-12-angeschraubte Elektromotoren-13 und 14-- auf, welche mit einer in einem Gehäuse --15-- gelagerten gemeinsamen Welle-16-wechselweise kuppelbar sind. Die Welle-16-wieder steht mit der Kette-6-- in Treibverbindung. Der hinsichtlich Drehzahl und Drehrichtung veränderbare Elektromotor --13-- arbeitet unmittelbar über einen Riementrieb --18- auf eine auf der Abgangswelle -16- angeordnete Kupplung
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Wie der Darstellung in Fig. 1 ferner entnehmbar ist, ist am Gestell-4-des Lademagazins ein Umschalter --2-- angeordnet, dessen Betätigungsarm --22a- im Bewegungsweg der Materialstange - liegt. In den Vorschubweg der Materialstange --8- ist ferner ein Sperrschieber --24-- einfahrbar, derart, dass die Stange bei der Vorschubbewegung gegen diesen Schieber anstösst. Zum Einfahren des Schiebers-24-in die Sperrstellung und zum Herausbewegen aus derselben ist dem Schieber ein Hubmagnet-26-zugeordnet, der durch den Umschalter-22-derart steuerbar ist, dass der Sperrschieber-24-in der Grundstellung des Betätigungsarmes-22a-aus der Bewegungsbahn der Materialstange --8-- herausgeführt ist.
Wird nun eine neue Materialstange --8-- eingefahren, so schwenkt diese den Betätigungsarm --21-- in die in Fig. 1 gezeigte Stellung, wodurch der Schalter --22- betätigt wird. Durch den Hubmagnet -26-- wird nun der Sperrschieber-24-aus der Grundstellung gemäss Fig. 1 in die Bewegungsbahn der Materialstange --8-- eingefahren. Ausserdem steuert der Schalter-22ein Zeitrelais-28-ein, welches nach einem vorgewählten Zeitintervall von beispielsweise 1 bis 2 sec wieder die Rückstellung des Sperrschiebers --24-- veranlasst.
Sobald sich der Sperrschieber-24-aus der Bewegungsbahn der Materialstange zurückgezogen hat, wird diese in kontinuierlicher Bewegung, u. zw. zunächst im"Normalgang"und anschliessend im "Schleichgang" weiter vorangetrieben, bis schliesslich das in Bewegungsrichtung vorn liegende Ende der Materialstange in den Schnittbereich des Abstechstahls-30-gelangt ist (Fig. 2). Mit Erreichen dieser Stellung wird der Vorschubantrieb mittels einer nachfolgend näher beschriebenen Steuereinrichtung abgeschaltet, welche auf dem Prinzip der Wegmessung beruht.
Die Steuereinrichtung umfasst eine Lichtschranke -32-, welche zwischen dem Sperrschieber-24und dem Abstechstahl-30--, vorzugsweise an einer Stelle kurz vor dem Eintritt des vorderen Stangenendes in den Spindelstock angeordnet ist. Mit Bezug auf den Vorschubweg der Materialstange - ist die Anordnung der Lichtschranke -32- ferner so getroffen, dass die Materialstange mit Erreichen der vorgenannten speziellen Stelle in den Strahlengang zwischen Lampe-32a-und Photozelle - der Lichtschranke tritt und somit den Lichteinfall auf die Photozelle für die weitere Vorschubbewegung unterbricht. Diese Lichtschranke bildet den "Nullpunkt" der zu messenden Teilstrecke-S,-- des Vorschubweges, welche im Bereich des Abstechstahls-30-endet.
Die Steuereinrichtung weist ferner einen synchron mit der Vorschubstange --5- angetriebenen elektrischen Impulsgeber-34--auf, welcher in der dargestellten Ausführungsform durch eine drehbar gelagerte, mit einer Anzahl von auf einem konzentrischen Kreis angeordneten Durchbrüchen, z. B. Löchern --36a-- oder Schlitzen versehenen Scheibe --36-- und eine weitere, den Durchbrüchen zugeordnete Lichtschranke gebildet wird.
Letztere besteht ebenfalls aus einer Lampe -34a- und einer Photozelle-34b-. Die Anordnung ist so getroffen, dass beim Drehen der Scheibe --36-- Durchbrüche --36aa-- den Strahlengang der Lampe - passieren, so dass bei jedem Durchgang einer Öffnung Licht auf die Photozelle --34b-- fällt, wodurch ein Spannungsimpuls entsteht. Diese Spannungsimpulse werden, sobald die Materialstange-8die Lichtschranke-32-passiert, von einer mit einer Vorwähleinrichtung ausgerüsteten elektronischen
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mäss dieser Darstellung umfasst die Einrichtung zur Steuerung des Vorschubantriebes ausser dem elektrischen Impulsgeber --34- einen Trigger, einen Impulsformer sowie eine Torstufe.
Diese wieder wird durch die vorgenannte Lichtschranke --32- über einen Trigger sowie eine Flip-Flop-Schaltung ge-
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ten Stelle des Vorschubweges die Umschaltung des Antriebes der Vorschubstange-5-von"Normalgang" auf "Schleichgang" herbeiführt. Die beiden Zählvorrichtungen --1 und II-wirken ihrerseits auf Steuermittel, welche die Antriebsmotoren-13 und 14-beeinflussen.
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einen sehr kleinen Weg zurücklegt. Um diesen Weg zwecks Erhöhung der Genauigkeit der Einschubsteuerung noch weiter zu verkleinern, ist der Scheibe --36-- ein Getriebe --39-- vorgeschaltet, wel- ches die Drehzahl des Vorschubantriebs ins Schnelle übersetzt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb für die Scheibe --36-- vom Kettenrad --11-- abgeleitet, Dieses steht mit dem Getriebe --39- inDrehverbindung, das seinerseits die Scheibe-36-antreibt. Durch die Anwendung des Übersetzungsgetriebes-39-wird erreicht, dass der Vorschubweg der Materialstange zwischen zwei aufeinanderfolgenden elektrischen Impulsen des Impulsgebers --34-- nicht mehr als etwa 0, 02 mm beträgt.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Steuereinrichtung ist folgendermassen :
An der Zählvorrichtung --I-- ist zunächst die Zahl der elektrischen Impulse entsprechend der Mess- strecke -S1- eingestellt worden. Ebenso muss an der Zählvorrichtung-II-eine Impulszahl vorein -
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Wegstrecke --S2 - übereinstimmt.ge --8-- eingefahren und das Zeitrelais --28- in Funktion gesetzt wird. Mit der Betätigung des Schalters wird zugleich der Motor -13-- ab- und der bremsmotor --14-- eingeschaltet, worauf die Materialstange-8-bis zum Anlaufen am Sperrschieber-24-im"Schleichgang"weiterbewegt wird.
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Bereich der Lichtschranke-32-, was eine Unterbrechung der Beleuchtung der Photozelle --32b- zur Folge hat.
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den über den Trigger und den Impulsformer der Torstufe zugeführt und dabei gleichzeitig so geformt, dass sie den Anforderungen der elektronischen Zählvorrichtung --I und II-entsprechen. In der Torstufe werden die elektrischen Impulse vorerst noch gesperrt, solange sich die Materialstange ausserhalb der Lichtschranke --32-- befindet. In dem Augenblick jedoch, wo das vordere Stangenende in die Lichtschranke --32- einfährt, wird durch Unterbrechung der Beleuchtung der Photozelle-32-ein Kipp-Schaltvorgang ausgelöst.
Als Folge hievon wird über die Flip-Flop-Schaltung die Torstufe für die ZÅahlvorrichtungen -I und II-geöffnet, die hierauf die vom Impulsgeber-34-abgegebenen elektrischen Impulse zu zählen beginnen. Der "Nullpunkt" für die Messung des Wegabschnittes -S1- ist somit durch das Einfahren der Materialstange --8-- in die Lichtschranke --32-- definiert. Die Materialstange-8-wird nun kontinuierlich im"Normalgang"weiterbewegt, wobei nun die beiden Zählvorrichtungen--I und II-die vom Impulsgeber --34-- abgegebenen Spannungsimpulse aufnehmen und zählen.
Sobald die Zählvorrichtung-II-die zuvor eingestellte Impulszahl registriert hat, welche der Wegstrecke -S2- entspricht, gibt diese Vorrichtung einen Schaltimpuls auf die Steuermittel des Vor-
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für eine einwandfreie Arbeitsweise der Toleranzbereich des Vorschubweges kleiner sein muss als die Breite des Abstechstahls-30-. Damit wieder ist gewährleistet, dass beim Plandrehen des vorderen Endes der Materialstange --8- das abzutrennende Material vollständig zerspant wird.
Während der Bearbeitung der Materialstange erfolgt deren Vorschub mittels einer weiteren, in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellten Antriebsvorrichtung, welche nach Aufbrauch der Materialstange auf Rücklauf umgeschaltet wird. Bei dieser Rücklaufbewegung der Vorschubstange -5- werden durch
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die Flip-Flop-Schaltung auf den Ausgangszustand zurückgeführt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Steuerung der Vorschubvorrichtung eines Lademagazins, mittels dessen Materialstangen nacheinander den Bearbeitungswerkzeugen eines Drehautomaten zuführbar sind, wobei vor Beginn einer Vorschubwegmessung eine Einrichtung wirksam wird, die die Materialstange fest in die Spannzange der Vorschubeinrichtung einschiebt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinrichtung eine in Bewegungsrichtung der Materialstange (8) vor den Bearbeitungswerkzeugen (30) liegende, durch die Stange beeinflussbare Lichtschranke (32), ferner einen synchron mit der Vorschubvorrichtung antreibbaren elektrischen Impulsgeber (34) aufweist, der mit einer voreinstellbaren, die elektrischen
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zwischen Lichtschranke und Bearbeitungswerkzeug entsprechenden Anzahl von elektrischen Impulsen den Antrieb der Vorschubvorrichtung abschaltet.