DD264625A1

DD264625A1 - Einrichtung zur kontrolle der plananlage eines werkstuecks

Info

Publication number: DD264625A1
Application number: DD30839087A
Authority: DD
Inventors: Manfred Reissig; Wolfgang Mehlhorn; Guenter Menzel
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-02-08

Abstract

Die Erfindung betrifft Kraftspannfutter, insbesondere fuer Drehmaschinen, die automatisch beschickt werden und folglich hinsichtlich der ordnungsgemaessen Spannlage der Werkstuecke im Kraftspannfutter ueberwacht werden muessen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe zur Ueberwachung der Spannlage dadurch geloest, dass an dem Kraftspannfutter mindestens drei Plananlageelemente angeordnet und mit signalaufnehmenden Induktionsspulen verbunden sind. Die Plananlageelemente sind untereinander und gegenueber dem Kraftspannfutter elektrisch isoliert. Jeweils zwei Plananlageelemente sind durch Uebertragungsleitungen mit je einer Induktionsspule und einer Entkopplungsdiode zu einem richtungsorientierten Stromkreis verbunden, der durch das Anlegen des Werkstuecks an die Plananlagenelemente kurzgeschlossen wird. Ueber signalabnehmende Induktionsspulen, die fest am Spindelgehaeuse angeordnet sind, werden die Signalaenderungen zu einer Auswerteeinrichtung uebertragen. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebiet der Erfindung umfaßt Kraftspannfutter, insbesondere für Drehmaschinen die mittels Handhabasysteme beschickt werden, wobei folglich die ordnungsgemäße Plananlage der Werkstücke im Kraftspannfutter vor dem Spannen überwacht werden muß.

. Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Werden bei NC-Drehmaschinen die Werkstücke automatisch durch Handhabungssysteme gewechselt, so muß abgesichert sein, daß im laufenden Produktionsprozeß die Werkstücke ohne Einflußnahme eines Maschinenbedieners vor der Bearbeitung ordnungsgemäß lagegenau von den Spannmitteln gespannt werden. Ui η diese Forderung zu erfüllen, sind Positioniergenauigkeiten der Handhabungssysteme und Präzision beim ( ; nrichten des Handhebonblaufes erfordernd), die unter Produktionsbedingungen nicht gegeben sind. Es werden deshalb Handhabungssysteme mit Andrückeinrichtungen ausgerüstet, die, bevor die Spannbacken das Werkstück spannen, durch axiale Krafteinleitung eine planseitige Anlage des Werkstückes zu erreichen versuchen. Eine Kontrolle der ordnungsgemäßen Plananlage ist daboi nich; vorhanden, so daß Verschmutzungen in Form von Spänen und Verkantungen des Werkstücks ein wiederholt lagejenauas Spannen verhindern können. An technischen Kontrollmitteln sind Einrichtungen an Kraftspannfuttern bekannt, die sowohl den ordnungsgemäßen Ablauf der Spannbackenbewegungen als auch die Erzeugung einer vorgeschriebenen Spannkraft überwachen. Damit wird erreicht, daß das Werkstück nach dei Übergabe vom Greifer des Handhabungssystems an das Spannmittel der NC-Drehmaschine vor Beginn der Bearbeitung fest eingespannt wird. Eine ordnungsgemäße Plananlage des Werkstücks wird mit diesen Kontrollmitteln nicht festgestellt. Sind die eingespannten Werkstücke verkantet gespannt, können durch starke Maßabweichungen unbrauchbare Werkstücke oder durch Herausreißen des Werkstückes aus dem Spannfutter Maschinenhavarien entstehen. Es sind Kontrolleinrichtungon der Plananlage von Werkstücken in Kraftspannfuttern bekannt, die zur Ermittlung der Lage des Werkstückes über Sensoren verfügen, welche an den Plananlageflächen der Spannbacken angeordnet sind (WO-A 1 82/02357, De-OS 3402988). Nachteilig an diesen Einrichtungen ist, daß die Anordnung der Sensoren in den Spannbacken und die aus dem Spannfutter herausführende Signalübertragung kompliziert, kostenaufwendig und unter den Umweltbedingungen des Maschinenarbeitsraumes störanfällig sind. Sind Spannbacken mit Sensoren zur Plananlagekontrolle versehen, ist eine Anpassung der Spannbacken an die Werkstückform durch Nachbearbeitung nicht mehr möglich.

Fernersind Kraftspannfutter bekannt, bei denen im Futtergrundkörper und In den Spannbacken (DE-OS 3402989) oder nur in den Spannbacken (DD-WP 215487) Druckluftkanäle eingearbeitet sind, die in die Plananlagoflächen der Spannbacken führen. Bei Futterstillstand kann mittels einer positionierbaren Zuführungseinrichtung Druckluft in die Kanäle des Kraftspannfutters bzw. der Spannbacken eingeleitet und über Strömungs- oder Druckwächter festgestellt werden, ob eingespannte Werkstücke plan anliegen. Nachteilig bei diesen die Druckluft verwendenden Kontrolleinrichtungen ist die Störanfälligkeit insbesondere über die Drucklufteinleitungsöffnuniien durch Verunreinigungen aus dem Arbeitsraum (Späne, Fertigungshilfsstoffe). Bei zugesetzten Kanälen wird fälschlicherwoise auf ein planliegendes Werkstück geschlossen und bei Undichtheiten an den Kopplungsstellen werden nicht ordnungsgemäße Plananlagen signalisiert. Eine Plananlagekontrolle mittels Druckluft bedingt ferner eine präzis gefertigte Planfläche des zu spannenden Werkstückes, was nur für Werkstücke zutrifft, deren Spannseiten eine entsprechende Planbearbeitung erfahren haben.

Die in der DD-WP 235044 beschriebene Vorrichtung zum Fühlen der ordnungsgemäßen Einspannlage eines Werkstückes in einem Kraftspannfutter weist Plananlagebolzen auf, in denen sich gefederte Taststifte verschieben lassen. Bei Pldnanlage des Werkstückes werden durch die Bewegung der Taststifte außerhalb des Spannfutters angeordnete Abstandsmeßeinrichtungen initialisiert. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß die Anlagebolzen in ihrer Planstellung justert werden müssen, die die

Anlagebol; en durch das Hervorstehen der Taststifte nicht plangedieht werden können, daß bei W?rkstücklos Λ/echsel eine Nüujustage der signalerzeugenden Elemente erforderlich wird und daß es infolge von Verschmutzungen der bewegten TViIo zu Störungen der Vorrichtung kommen kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen, d. h., eine Einrichtung hoher Zuverlässigkeit bei geringstem konstruktiven Aufwand zu entwickeln, die z. B. bei Werkstückioswechsel keino zusätzlichen Justageoporationen der signalgebenden Elemente erfordert und problemlos Nacharbeiten der Plänanlage- und Spannflächen im Kraftspannfutter ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, gebräuchliche Kraftspannfutter erfinderisch so zu verbessern, daß die oben beschriebenen nachteiligen technischen Wirkungen beseitigt werden.

Erfindungsgemäß wiro die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Kraftspannfutter mindestens drei Plananlageelemente angeordnet sind, die mit ansich bekannten signalaufnehmenden Induktionsspulen verbunden sind. Die Plananlageelemente sind sowohl untereinander als auch zu den Spannbacken und dem Futtergrundkörper elektrisch isoliert.

Jeweils zwei Plananlageelemente sind durch Übertragungsleitungen mit je einer ansich bekannten Induktionsspule und je einer Entkopplungsdiode zu einem richtungsorientierten Stromkreis verbunden.

Die Vorteile der Lösung liegen darin, daß durch das ordnungsgemäß an die Plananlageelemente angelegte Werkstück die richtungsorientierten Induktionsstromkreise kurzgeschlossen werden und folglich eine Signaländerung an den zugehörigen Näherungsinitiatoren bewirkt wird, die über die Auswerteeinrichtung zur Auslösung bzw. Freigabe des Spannvorgangs genutzt werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Aueführungsbeispiel näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Kraftspannfutter in Draufsicht mit radial justierbaren Plananlageelementen Fig.2: Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung; Schnitt A-B Fig. 1 Fig.3: Schaltungsanordnung der Signalgewinnung

Die Einrichtung zur Kontrolle der Plananlage der Werkstücke vor dem Spannen in einem Kraftspannfutter wird anhand eines Dreibackenfutlers beschrieben (Tig. 1; Fig. 2).

Zwischen den Spannbacken 4 des Futters sind elektrisch leitfähige Platten 5,6 und 7 mit Führungsnuten angeordnet, in denen die . Plananlage-Elemente 8,9 und 10 entsprechend den Plananlageflächen des Werkstückes 3 radial justiert und geklemmt werden.

: Die Platin 5,6 und 7 sind zum Futtergrundkörper 1 mittels Isolierplatten 11 elektrisch isoliert.

J An düi Rückseite des Futtergrundkörpers 1 sind zwei das Signal aufnehmende Induktionsspulen 12 und 13 elektrisch isoliert zum

\ Grundkörper und vorzugsweise um 180 versetzt angeordnet. Übertragungsleitungen 17 stellten die Verbindungen zwischen der

j Induktionsspule 12 und den Platten 5 und 6 bzw. den Plananlage-Elementen 8 und 9 sowie die Verbindungen zwischen der

! Induktionsspule 13 sowie den Plotten 6 und 7 bzw. den Plananlage-Elementen 9 und 10 her. Kennzeichnend für ein

Dreibackenfutter ist, daß eine Platte 6 bzw. ein Plananlage-Element 9 sowohl mit der Induktionsspule 12 als auch mit der j Induktionsspule 13 verbunden ist. Bei positionierter Lage des Spannfutters befinden sich den Induktionsspulen 12 und 13 zwei

; Koppelinduktionsspulen 14 und 15 zweier Näherungsinitiatoren 16 direkt gegenüber, welche am Hauptspindelgehäuse 2

' befestigt sind. Der Luftspalt zwischen den Induktionsspulen 12 und 14 bzw. 13 und 15 ist über Distanzringe 18 einstellbar.

' Die Schaltungsanordnung (Fig. 3) zeigt die Induktionsspulen 12 bzw. 13, die durch ein als Schaltkontakt wirkendes Werkstück 3

'' zwischen den Plananlage-Elemenlen 8 und 9 bzw. 9 und 10 kurzgeschlossen werden können. Die Entkopplungsdioden 20 und 21

! verhindern eine fehlerhafte Signalisierung, wenn das Werkstück eine nicht ordnungsgemäße Plananlage in der Weise annimmt,

' I daß es an den Plananlage-Elementen 8 und 10, aber nicht am Plananlage-Element 9 anliegt. Zu den Näherungsinitiatoren 16

gehörende Koppelinduktionsspulen 14 bzw. 16 liegen in Oszillatorschwingkreisen, die durch die zu den Koppelinduktionsspulen 14 bzw. 16 geschalteten Kondensatoren 22 bzw. 23 angedeutet sind. Aus den über die Leitungen 19 (Fig. 2) anliegenden Signalen kann auf einfache Waise mi'tels einer nicht dargestellten Auswerteschal'ung die Plananlage dor Werkstücke 3 vor dem Spannen der Spannbacken 4 kontrolliert werden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung zur Kontrolle der Plananlage der Werkstücke vor dem Spannen ist folgende: ι Das mit einem nicht dargestellten Handhabungssystem ins geöffnete Spannfutter 7 eingelegte und planangedrückte Werkstück 3

bewirkt bei ordnungsgemäßer Anlage an den Plananlage-Elementen 8,9 und 10 das Schließen beider passiver j Induktionsstromkreise. Der nun in den Induktionsspulen 12 und 13 induzierte Strom hat die Dämpfung der zugehörigen

^! Oszillatorkreise zur Folge, woraus Signale zum Auslösen des Spannens des Werkstückes 3 abgeleitet werden können. Ein

Spannen des Werkstückes 3 mit dem Dreibackenfutter 1 erfolgt nur dann, wenn die Sip'ials die Bedämpfung beider

Oszillatorkreise anzeigen. Wird kein oder nur ein Oszillatorkreis bedämpft, so wird au' aine nicht ordnungsgemäße Plananlage , des eingelegten Werkstuckes 3 (verkantete Lage) geschlossen, wobei dann ein Spannen des Workstückes verhindert und ein

Bedienerruf organisibrt worden kann.

Claims

1. Einrichtung zur Kontrolle der Plananlage eines Werkstücks vor dem Spannen in einem Kraftspannfutter, insbesondere für automatisch arbeitende und mittels Handhabosystem beschickte Drehmaschinen, wobei die Signalübertragung durch im Kraftspannfutter installierte signalaufnehmende Induktionsspulen und am Spindelgehäuse angeordnete signalabnehmende Koppelinduktionsspulen erfolgt, sowie außerhalb Auswerteeinrichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kraftspannfutter (1) mindestens drei Piananlageelemente (8, 9 und 10) nrrflorHnet sind, die mit ansich bekannten signalaufnehmenden Induktionsspulen (12,13) verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plananlageelemente (8,9 und 10) sowohl untereinander als auch zu den Spannbacken (4) und dem Futtergrundkörper des Kraftspannfutters (1) elektrisch isoliert sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Plananlageelemente (8,9 oder 9,10) durch Übertragungsleitungen (17) mit je einer ansich bekannten Induktionsspule (12 oder 13) und je einer Entkopplungsdiode (21 oder 22) zu einem richtungsorientierten Stromkreis verbunden sind.