CH631373A5 - Device for the continuous driving of a workpiece on a machine tool - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer zifferngesteuerten Werkzeugmaschine, mit einem Maschinenrahmen, in dem in einer mit diesem fest verbundenen Führung ein Längssupport (1) verschiebbar gelagert ist, einem Drehsupport (3) und einer Vorrichtung (14,15) zur Bewegung der beiden Supporte, wobei die beiden Supporte mit Mitteln (12, 12') zum Spannen eines Werkstückhalters (4) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem in einer am Rahmen (7) der Maschine vorgesehen Führung (10) verschiebbar gelagerten Quersupport (2) versehen ist, an welchem der Drehsupport (3) gelagert ist, wobei diese Führung (10) zur Führung (9) des Längssupportes (1) und ausserdem zur Drehachse (11) des Drehsupportes (3) senkrecht angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer zifferngesteuerten Werkzeugmaschine.

Bei den heute bekannten Einrichtungen für den Vorschub eines Werkstückes, bei zifferngesteuerten Werkzeugmaschinen, wird ein Verfahren mit einem rechtwinkligen Koordinationssystem angewandt, bei dem die kontinuierliche, gegenseitig abhängige Bewegung des Werkstückes und Werkzeuges durch einen Interpolator gesteuert wird. Eine derartige Einrichtung ist verhältnismässig kompliziert, kostspielig und unzuverlässig. Es ist auch eine im tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 153 136 beschriebene Einrichtung bekannt, die ohne Interpolator eine lineare, nicht jedoch eine kreisförmige Interpolation ermöglicht.

Ferner ist durch den tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 177 748 (PV 727-76) eine Einrichtung bekannt, die ohne Interpolator eine lineare und kreisförmige Interpolation ermöglicht. Eine Bearbeitung unter Neigung, ohne Steuerung der Neigungsrichtung des Werkzeuges, ist jedoch nicht möglich, und es besteht auch keine weitere Möglichkeit, die sich aus der unveränderlichen Vorschubrichtung des Werkstückes, im Hinblick auf das Werkzeug während der Bearbeitung, ergeben könnte.

Die angeführten Nachteile der bekannten Einrichtungen zum Werkstückvorschub beseitigt die erfindungsgemässe Einrichtung dadurch, dass sie mit einem in einer am Rahmen der Maschine vorgesehenen Führung verschiebbar gelagerten Quersupport versehen ist, an welchem ein Drehsupport gelagert ist, wobei diese Führung zur Führung des Längssupportes und ausserdem zur Drehachse des Drehsupportes senkrecht angeordnet ist.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes ermöglicht eine grössere Zuverlässigkeit der linearen und kreisförmigen Interpolation von Plankurven, wobei keine komplizierte und kostspielige Interpolationseinrichtung nötig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch die Einrichtung,

Fig. 2 einen Grundriss dieser Einrichtung,

Fig. 3 einen Grundriss nach Verdrehen des Drehsupports,

Fig. 4 einen Grundriss nach erfolgter Bewegung des Quersupports,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Einrichtung,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung ohne Werkstückhalter,

Fig. 7 eine Vorderansicht der Einrichtung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines hergestellten Schnittes.

Wie die Fig. 1 bis 7 zeigen, hat die Einrichtung einen Längssupport 1, an dem der Halter 4 des Werkstückes 5 frei angeordnet ist.

Am Quersupport 2 ist der Drehsupport 3 drehbar gelagert. Der Längssupport 1 und der Quersupport 2 bewegen sich voneinander unabhängig und senkrecht zu einander in Führungen 9 und 10 des Maschinenrahmens 7. Die Drehachse 11 des Drehsupports 3 verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Längssupports 1 und des Quersupports 2. Das Werkzeug 6 für die Bearbeitung, eventuell zum Zeichnen oder für andere Zwecke, hat eine Hauptachse 8, die mit der Achse des Drehsupports 3 identisch ist oder parallel zu ihr verläuft, oder bei der Bearbeitung unter einem Winkel zur Drehachse des Drehsupports 3 in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Längssupports 1, um die Grösse der gewünschten Neigung verdreht ist. Der Halter 4 des Werkstückes 5 wird z.B. mittels Elektromagneten 12, deren Impulse von einem nicht eingezeichneten Ziffernsteuerungssystem abgeleitet werden, mit dem Drehsupport 3 bei seiner Drehung und mit dem Längssupport 1 bei seiner geradlinigen Bewegung verbunden und ebenso mit dem Längssupport 1 bei der Bewegung des Quersupports 2. Eine Änderung der Verbindung des Halters 4 des Werkstückes 5 vom Drehsupport 3 auf den Längssupport 1 erfolgt so, dass zuerst mittels Elektromagneten 12 eine Verbindung mit dem Längssupport 1 und dann durch Elektromagneten 12' eine Trennung vom Drehsupport 3 erfolgt. Ähnlich erfolgt mittels Elektromagneten bei Verbindungsänderung vom Längssupport 1 auf den Drehsupport 3 mittels Elektromagneten 12' zuerst eine Verbindung mit dem Drehsupport 3 und dann erst eine Trennung vom Längssupport 1 mittels der Elek-tromagnete 12.

Im Fall des Funkenschneidverfahrens arbeitet die Einrichtung folgendermassen:

Ein Werkstück 5 wird mittels Spanneisen an dem Halter 4 mechanisch angebracht, und dieser wird mit Hilfe von erregten Elektromagneten 12 am Längssupport 1 befestigt. Elektrische Kabel, die zu den Elektromagneten führen, sind mit 18 bzw. 19 und Bürsten samt Schleifringen mit 20 bezeichnet.

Ein Schneckenantrieb 15 setzt den Längssupport 1 entlang der Führung 9 in Bewegung und bringt somit das Werkstück in Kontakt mit dem Werkzeug 6, so dass ein geradliniger Schnitt entsteht, wie der Abschnitt A in Fig. 7 zeigt. Soll an diesen geradlinigen Schnitt entsprechend dem Abschnitt A ein weiterer geradliniger Schnitt entsprechend einem Abschnitt B unter dem Winkel Alpha folgen, so wird der Längssupport 1 angehalten, die Elektromagneten ziehen den Halter 4 des Werkstückes 5 an den Drehsupport 3 an, während die Elektromagnete 12 des Längssupportes 1 aberregt werden, so dass der Halter 4 vom Längssupport 1 gelöst wird. Der Drehsupport 3, dessen Drehachse 11 in diesem Fall mit der Achse 8 des Werkstücks 5 identisch ist, dreht sich um den erforderten Winkel Alpha. Die Drehbewegung erfolgt durch eine mit dem Zahnring 13 des Drehsupports 3 in Eingriff stehende Schnecke 14. Die Elektromagnete 12 des Längssupports 1 werden erregt und die Elektromagnete 12 des Drehsupports aberregt, so dass der Halter 4 wieder am Längssupport 1 festgehalten wird. Dieser fängt dann an, das Werkstück 5 in Kontakt mit dem Werkzeug 6 geradlinig mitzunehmen, wodurch wiederum ein geradliniger Schnitt entsprechend dem Abschnitt B entsteht. Soll der letztge2

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nannte an einem kreisbogenförmigen Schnitt entsprechend dem Abschnitt C von Halbmesser R angeschlossen werden, so wird der Drehsupport 3 mit Hilfe des Quersupports 2 so verschoben, dass die Entfernung seiner Drehachse 11 von der Achse 8 des Werkzeuges 6 dem Halbmesser R des betref- 5 fenden Kreisbogens gleicht. Die Verschiebung des Quersupports 2 entlang der Führung 10 wird durch den Schneckenantrieb 16 durchgeführt. Nachdem der geforderte Vorschub des Quersupports 2 ausgeführt worden ist, erregen sich seine Elektromagneten 12 unter gleichzeitiger Aber- 10 regung der Elektromagneten 12 des Längssupportes 1, wodurch der Halter 4 am Drehsupport 3 festgehalten wird. Infolge Drehung des Drehsupports 3 wird nun das Werkstück 5 in Kontakt mit dem Werkzeug 6 mitgenommen, so dass ein Schnitt ausgeführt wird, dessen Halbmesser der Entfer- 15 nung der Achse 8 des Werkzeugs 6 von der Drehachse 11 des Drehsupports 3 gleicht.

Um die Abnahme des Halters 4 von dem Längs- sowie Drehsupport 1 bzw. 3 erleichtern zu können, ist es ratsam, die Oberflächen derselben mit pneumatischen Düsen 17 zu 20 versehen, durch welche im Bedarfsfall Druckluft unter den Halter 4 zugeliefert werden kann. Gleichfalls können solche pneumatischen Düsen 17 zum Festhalten des Halters 4 an einen der beiden Supporte 1 bzw. 3 mittels Unterdrucks anstelle mit Hilfe der Elektromagneten 12,12' angewandt wer- 25 den. Die Bewegungen der Supporte 1,2 und 3 können in beliebiger Reihenfolge aufeinanderfolgen. Dadurch kann eine beliebige Kurvenbahn einer Relativbewegung des Werkzeuges 6 im Hinblick auf das Werkstück 5 interpoliert werden, wobei deren Bewegungen durch ein nicht dargestelltes 30 zifferngesteuertes System besorgt werden.

Die vorgeschlagene Einrichtung ist deshalb sehr vorteilhaft, weil Plankurven ohne gleichzeitige gegenseitig abhängige Bewegung zweier Supporte interpoliert werden können.

Ferner ist diese Ausführung deshalb von Vorteil, weil die technologische Vorschubrichtung des Werkstückes im Hinblick auf das Werkzeug 6 ständig gleich ist; sie liegt stets in der Bewegungsrichtung des Längssupportes.

Dies ermöglicht sehr einfach eine Abmessungskorrektur der bearbeiteten Form durch Verschieben des Werkstückes mittels des Quersupportes 2 um die Grösse der gewünschten Korrektur vor Bearbeitungsbeginn. Die unveränderte Vorschubrichtung des Werkstückes 5 im Hinblick auf das Werkzeug 6 während der Bearbeitung weist noch andere Vorteile auf, die sich aus folgender Beschreibung ergeben.

Die vorgeschlagene Erfindung ist besonders vorteilhaft für den Werkstückvorschub beim Funkenschneidverfahren mittels einer Drahtelektrode. Diese Drahtelektrode liegt in der Hauptachse 8 der Einrichtung. Falls diese Drahtelektrode hinsichtlich der Drehachse des Drehsupportes 3 in einer zur Bewegungsrichtung des Längssupportes 1 senkrechten Ebene verschwenkt wird, kann unter einem Winkel geschnitten werden.

Diese Verschwenkung, die der gewünschten Wandneigung z.B. einer zu fertigenden Öffnung entspricht, befindet sich ständig in der gleichen Ebene, deren Lage sich hinsichtlich des Maschinenrahmens 7 nicht ändert, so dass während der Bearbeitung die Neigungsrichtung der Drahtelektrode nicht gesteuert werden muss.

Es sind jedoch noch andere Anwendungsmöglichkeiten vorhanden, so z.B. für den Werkstückvorschub beim Schneiden mittels eines Sägebandes, wo die Hauptachse des Werkzeuges durch die Hauptschneiden des Sägebandes hindurchgeht, oder bei der Bearbeitung mittels eines rotierenden Werkzeuges, z.B. eines Fräsers, wo die Hauptachse des Werkzeuges identisch mit dessen Rotationsachse ist.

Diese Beispiele erschöpfen nicht sämtliche Anwendungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Erfindung.

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2 Blatt Zeichnungen