Schlittensteuerung an Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Schlittensteuerung an Werkzeugmaschine.
Bei Werkzeugmaschinen ist es erforderlich, das Werkzeug zunächst in Arbeitsstellung zu bringen und dann dem Werkzeug den eigentlichen Arbeitsvor schub zu erteilen. Bei den bekannten Werkzeugma schinen wird dies dadurch erreicht, dass der das Werk zeug tragende Arbeitsschlitten von einer Kurve vor geschoben wird, deren Kurvensteigung für den soge nannten Eilvorschub verhältnismässig steil ist, an die sich dann die Kurvensteigung für den Arbeitsvorschub anschliesst. Bei einer Änderung des einen oder des anderen Vorschubweges ist es hierbei erforderlich, die Kurve durch eine andere zu ersetzen, was beträcht liche Kosten verursacht.
Es sind auch schon Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen verschiedene Arbeitswege mit Hilfe von zwei verschiedenen Kurven und einem verstellbaren Hebelsystem erreicht werden können, doch ergibt sich hier der Nachteil, dass sich im gleichen Verhältnis wie der Arbeitsweg auch der Eilgangweg ändert.
Diese Nachteile bezweckt die Schlittensteuerung an Werkzeugmaschine mit einer über ein Hebelsystem auf den Arbeitsschlitten wirkenden Antriebsvorrich tung nach der Erfindung zu vermeiden. Erfindungsge mäss ist ein von der Antriebsvorrichtung geradlinig bewegbarer Steuerschlitten vorgesehen, der mindestens ein Kurvenlineal trägt, das durch ein mit dem Hebel system verbundenes Abtastorgan abtastbar ist. Diese Schlittensteuerung hat den Vorteil, dass die schwierig herzustellenden und teuren Arbeitskurven Lineale sein können, die wesentlich einfacher und billiger herzu stellen sind. Ferner kann mit Hilfe dieser Schlitten steuerung der Hub des Arbeitsschlittens stufenlos ohne Verzerrung verstellbar sein.
Der Antrieb kann beliebig, beispielsweise direkt von der Steuerwelle über eine Kurve, einen Kurbel- trieb oder dergleichen erfolgen, die bzw. der stets bei behalten werden kann, das heisst beim Umstellen der Maschine auf ein anderes Werkstück nicht ausge wechselt zu werden braucht. Für eine einfache Ausführungsform der erfin dungsgemässen Schlittensteuerung sind zweckmässig mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Steuer schlittens aufeinanderfolgende, einstellbare Kurven lineale vorgesehen, so dass durch einfaches Verschwen- ken, das heisst durch Vergrössern oder Verringern der Steigung der Lineale, beispielsweise der Arbeitsvor schub verändert werden kann, ohne dass irgendwelche Montagearbeiten erforderlich sind.
Besonders zweckmässig ist eine Ausführungsform, bei der ein Kurvenlineal vorgesehen ist, das minde stens während eines Teiles des Steuerzyklus, bei spielsweise während des Arbeitsvorschubes, zu bewe gen ist, wobei das Kurvenlineal vorteilhaft an einem Schwenkhebel angeordnet und seine relative Lage zum Schwenkhebel veränderbar ist. Mit einer solchen Steuereinrichtung können auf einfache Weise der Eilvorschub und der Arbeitsvorschub unabhängig voneinander veränderbar sein, indem beispielsweise ein von der Bewegung des Steuerschlittens unabhän giges Anheben des Kurvenlineals zur Durchführung des Eilvorschubes erfolgt.
Das Bewegen des Schwenkhebels kann beispiels weise über hydraulische oder pneumatische Antriebs mittel, einen Kurbeltrieb oder dergleichen erfolgen. Gemäss einer besonders zweckmässigen Ausführungs form ist der Schwenkhebel mittels einer mindestens mittelbar mit der Antriebsvorrichtung verbundenen Schwenkeinrichtung bewegbar, die eine von der An triebsvorrichtung hin und her bewegbare Zahnstange aufweist. Die Bewegung der Zahnstange kann dabei über einen Zahnradsegmenthebel auf einen Rollen- hebel übertragen werden, dessen Rolle auf den Schwenkhebel wirkt und diesen hochschwenken kann.
Der Beginn des Hochschwenkens des Schwenk hebels und Beaufschlagen des Abtastorgans des Vor schubhebelsystems über das Lineal zur Änderung des Eilvorschubweges kann auf einfache Weise verzöger- bar sein durch ein Vorschubhebelsystem mit zwei relativ zueinander verstellbaren, um eine gemeinsame Schwenkachse schwenkbaren Vorschubhebeln, von denen einer das mit dem Kurvenlineal zusammen wirkende Abtastorgan, beispielsweise eine Rolle, trägt und der andere ein an ihm befestigtes Zahnrad segment, das mit einer Zahnstange des Arbeitsschlit tens kämmt.
In der Zeichnung sind von der Erfindung mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine einzelne Teile geschnitten zeigende Seitenansicht einer ersten Schlittensteuereinrichtung an Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung, Fig.2 eine teilweise nach Linie 2-2 der Fig. 1 geschnittene Draufsicht.
Fig. 3 eine Variante des Kurvensystems gemäss den Fig. 1 und 2, Fig.4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 5 durch eine zweite Schlittensteuereinrichtung an Werk zeugmaschine in schematischer Darstellung und Fig. 5 eine teilweise nach Linie 5-5 in Fig. 4 ge schnittene Draufsicht.
In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist ein am nur teilweise dargestellten Maschinen gestell 10, z. B. eines Drehautomaten, geradlinig ver schiebbarer Steuerschlitten 11 angeordnet, der eine Mitnahmerolle 12 aufweist, die in eine Nut einer auf einer ständig angetriebenen Steuerwelle 15 sitzenden Kurventrommel 16 eingreift. An seinem in der Zeich nung linken Ende ist am Steuerschlitten ein Tragarm 18 befestigt, an dem ein Linealträger 20 um einen Bolzen 21 schwenkbar und mittels einer einen Längs schlitz 23 des Trägers durchgreifenden und in den Tragarm 18 eingeschraubten Feststellschraube 24 feststellbar ist.
Eine Einstellskala am Träger ist mit 25 und eine am Tragarm 18 angebrachte Einstell marke mit 26 bezeichnet.
Mit dem Tragarm 18 ist ein Lineal 28 fest ver bunden, dessen obere Kante in Verlängerung der Drehachse A des Bolzens 21 mit einem Lineal 30, das am schwenkbaren Linealträger 20 befestigt ist, in Be rührung steht.
Auf den Linealen 28 und 30 kann eine Tastrolle 35 ablaufen, die an dem Rollenarm 36 eines als Ganzes mit 37 bezeichneten übertragungshebels ge lagert ist. Der Übertragungshebel ist in einem am Maschinengestell befestigten Lagerbock 40 um einen Schwenkbolzen 31 schwenkbar und steht durch ein am Ende seines anderen Hebelarms 38 angeordnetes Zahnradsegment 39 mit einer Zahnstange 43 in Ein griff, die ihrerseits an einem mit 45 bezeichneten, ein Werkzeug 46 tragenden Arbeitsschlitten befestigt ist.
Der am Maschinengestell verschiebbare Arbeitsschlit ten 45, der beispielsweise ein Seitenschlitten des Dreh automaten sein kann, steht unter Einwirkung einer sich gegen das Maschinengestell abstützenden Druck feder 48, die den Arbeitsschlitten in der in der Zeich nung gezeigten Ausgangsstellung zu halten sucht. Eine schematisch dargestellte Arbeitsspindel ist mit 49, ein in der Spindel befindliches Werkstück mit 50 bezeich net.
Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Ein richtung ist folgende: Wird die Kurventrommel 16 aus der eingezeich neten Stellung in Richtung a gedreht, so bewegt sich der Steuerschlitten 11 durch die Mitnahmerolle 12 zwangläufig in Richtung b. Dabei läuft die Tastrolle 35 zunächst auf dem Lineal 28 und anschliessend auf dem Lineal 30 aufwärts, so dass der übertragungs- hebel 37 entgegen dem Uhrzeigersinn schwenkt und durch das Zahnsegment 39 und die Zahnstange 43 den Arbeitsschlitten 45 entgegen der Wirkung der Druckfeder 48 in Richtung b gegen das Werkstück 50 bewegt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Anstieg des Lineals 28 steiler als der des Lineals 30, woraus sich beim Vorschub des Steuerschlittens<B>11</B> zunächst ein Vorführen des Arbeitsschlittens im Eilgang bis an das Werkstück heran und dann ein langsameres Vorführen während des eigentlichen Arbeitsvorgan ges ergibt. Der Anstieg des Lineals 30 und damit die Vorschubgeschwindigkeit und der Weg des Werk- zeuges ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch ein Schwenken des Linealträgers 20 um die Achse A veränderbar. Die Skala 25 ermöglicht eine genaue Einstellung des Winkels, den das Lineal 30 mit der Bewegungsebene des Steuerschlittens 11 bil den soll.
Das Lineal 28 kann bei dem Ausführungs beispiel gegebenenfalls vom Tragarm 18, an dem es festgeschraubt oder sonstwie befestigt sein kann, ent fernt und durch ein anderes mit grösserem Steigungs winkel oder mit verschiedenen Steigungen ersetzt wer den.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem an einem Tragarm 55 ein Kurvenstück 56 um einen Bolzen 59 drehbar gelagert und mit Hilfe einer ein Langloch 57 des Kurvenstückes durchgreifenden Schraube 58 befestigt ist. Das Kurvenstück weist eine gerade Anlauffläche 56a und eine gerade Arbeits fläche 56b auf, die in ihrer relativen Lage zueinander nicht veränderbar sind. Durch entsprechendes Schwenken des Kurvenstückes 56 um einen Bolzen 59 kann bei diesem Ausführungsbeispiel die Gesamtzeit des Vorschubs des Arbeitsschlittens verändert wer den, doch bleibt das Verhältnis von Eilgang und Arbeitsgang stets gleich, was bei der geringen Höchst steigung des Kurvenstückes 56b in bezug auf das Kurvenstück 56a ohne Bedeutung für die Gesamtzeit ist.
In den Fig. 4 und 5 ist eine Schlittensteuerung gezeigt, die an einem Drehautomaten mit zwei Arbeits schlitten angeordnet ist und die gleichzeitig beide Arbeitsschlitten steuert. An dem geradlinig beweg baren Steuerschlitten 11 ist in Lagern 60 eine Welle 61 gelagert, auf der entsprechend den beiden Schlitten zwei Schwingarme 65 angeordnet sind, die einen schwenkbaren Linealträger 66 tragen, die entspre chend dem Linealträger 20 in den Fig. 1 und 2 ver stellbar und mit je einem Lineal 67 versehen sind. An den Unterseiten der Schwingarme sind Laufflächen 68 vorgesehen, gegen die Druckrollen 71 anliegen,
die zu einer insgesamt mit 70 bezeichneten Schwenkvor richtung gehören.
Diese Schwenkvorrichtung 70 greift in eine am Maschinengestell 10 verschiebbar gelagerte Zahn stange 72 ein, die an ihrem einen Ende eine mit einer Kurventrommel 73, die zusammen mit der mit dem Schlitten 11 mit Mitnehmerrolle 12 zusammenwirken den Kurventrommel 16 zum Antreiben des Steuer schlittens 11 auf der Steuerwelle 15 befestigt ist, zu sammenwirkende Mitnahmerolle 74 trägt und deren anderes Ende mit einem Zahnradsegment 76 kämmt. Das Zahnradsegment 76 ist drehfest auf einer Schwenkwelle 77 befestigt, die an ihren Enden im Maschinengestell gelagert ist und die zwei je eine Druckrolle 71 tragende Schwenkarme 79 trägt.
Das Übertragungshebelsystem weist entsprechend zwei um einen gemeinsamen, im Maschinengestell gelagerten Bolzen 80 schwenkbare Tasthebel auf. Jeder doppel- armige Tasthebel 82/85 trägt an seinem Tastarm 82 eine gegen das zugeordnete Lineal 67 anliegende Tastrolle 83 und ist an seinem anderen Arm 85 mit einem Längsschlitz 86 versehen, den eine in einen Zahnradsegmenthebel 90 eingeschraubte Schraube 87 durchgreift, so dass also der Tasthebel und der Segmenthebel relativ zueinander verstellbar sind.
Das Zahnradsegment 91 jedes Segmenthebels steht mit einer Zahnstange 92 des betreffenden Arbeitsschlittens 95 in Eingriff, der unter Einwirkung einer Druckfeder 96 steht, die den Arbeitsschlitten 95 ständig gegen einen verstellbaren Anschlag 98 in die Ausgangsstellung zu drücken sucht.
Die Arbeitsweise dieser Steuereinrichtung ist fol gende: Beim Beginn eines Arbeitszyklus befinden sich die dargestellten Teile in der mit vollen Linien bzw. strichpunktiert dargestellten Stellung. Wird jetzt die Steuerwelle 15 zusammen mit den Kurventrommeln 16 und 73 gedreht, so bewegt sich zunächst die Zahn stange 72 in Richtung d, wodurch die Schwenkarme 79 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt werden und die Schwingen 65 anheben, wobei die Lineale 67 auf die Tastrollen 83 treffen und den Arbeits schlitten durch die Hebel 82/85, 90 eine Vorschub bewegung in Richtung e erteilt wird.
Diese Bewegung erfolgt bei jedem Schlitten im Eilgang und ist in ihrer Dauer, durch die auch die Länge des Eilvorschubes bestimmt ist, von der Stellung des Segmenthebels 90 zum Tasthebel 82/85 abhängig. Je mehr die Lage der Hebel zueinander abgewinkelt ist, um so länger dauert es, bis das Lineal 67 beim Anheben auf die Tastrolle trifft und um so kürzer ist dann der Eilvorschub. Nach dem Eilvorschub beginnt der eigentliche Arbeitsvorschub. Jetzt erst bewegt sich der Steuer schlitten in Richtung f und bewirkt, dass die Tastrollen 83 auf den Linealen 67 rollen und dabei ansteigen und dadurch den Arbeitsschlitten einen Arbeitsvorschub erteilen.
Die Geschwindigkeit dieser Bewegung ist für jeden Schlitten von der Steigung des Lineals 67 abhängig und durch Verstellen des Linealträgers 66 einstellbar. Diese Steuereinrichtung ist besonders für Mehrspindelautomaten mit zwei oder mehr Arbeits spindeln geeignet, deren zugeordnete Schlitten gleich zeitig mit voneinander unabhängigen Wegen arbeiten können, wobei nur eine Antriebsvorrichtung erforder lich ist. Sind mehr als zwei Arbeitsschlitten zu steuern, so sind auf den entsprechend längeren Wellen bzw.
Bolzen 61 und 80 eine der Anzahl der Arbeitsschlitten entsprechende Anzahl von Schwingarmen und Hebel systemen angeordnet, die dann gemeinsam von einer Kurventrommel bewegt werden, jedoch den einzelnen Arbeitsschlitten voneinander unabhängige Vorschub bewegungen erteilen können.