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Tasteinrichtung für elektrisch gesteuerte Nachformwerkzeugmaschinen,
insbesondere Nachformfräsmaschinen Zum gleichzeitigen Abtasten und Nachfahren von
Umriß- und Tiefenkonturen bei elektrisch gesteuerten Nachformfräsmaschinen hat man
bereits durch Fühlerauslenkung betätigte Tasteinrichtungen mit zusätzlichen Kontakten
verwendet, die bei verstärkter Fühlerauslenkung eine Bewegung des Fräsers in axialer
Richtung auslösen. Hierbei treten beim Zusammentreffen bestimmter Steigungen in
Umriß- und Tiefenkontur Schwierigkeiten auf. Weitere entstehen dadurch, daß der
Fühler erst sämtliche Umrißkommandos durchlaufen muß, um von einer axialen Auswärtsbewegung
auf eine axiale Einwärtsbewegung zu kommen, oder umgekehrt. Man hat auch bei allseitig
auslenkbarer Fühlerspindel die Kontakteinrichtungen für die Umriß- und Tiefenbewegungen
schon getrennt, derart, daß bei einer Verschwenkung der Fühlerspindel nur die Kontakteinrichtung
für die Umrißbewegungen und bei einer Verschiebung der Tastspindel nur die Kontakteinrichtung
für die Tiefenbewegungen anspricht. Fährt der Fühler dabei gegen eine Steigung der
Tiefenkontur, die einen gewissen Winkel überschreitet, so erfolgt eine Verschwenkung
wies Fühlers und damit ein durch die Kontur nicht bedingtes Kommando in radialer
Richtung. Da die Reibung am Modell und im Fühler den befahrbaren Steigungswinkel
wesentlich herabsetzt, können nur verhältnismäßig flache Steigungen gleichzeitig
mit der Umrißkontur abgefahren wenden. Weiterhin hat man bereits im Tastglied einen
axial verschiebbaren, gegenüber dem Tastglied vorstehenden Stift gelagert, der auf
eine Kontakteinrichtung für die Tiefenbewegungen wirkt. Je nach Steigungswinkel
der Kontur steht der Stift verschieden weit hervor und setzt,die Genauigkeit des
Nachformens wesentlich herab. Es ist weiter bekannt, die in radialer Richtung auslenkbare
Fühlerspindel als Hohlspindel auszubilden und in ihr eine den Tastkopf tragende,
gegen eine Fader axial verschiebliche und die Bewegungen in axialer Richtung steuernde
Spindel zu lagern.
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Es sind auch Tasteinrichtungen .bekannt, bei denen die in einer Kugelkalotte
gelagerte allseitig auslenkbare Fühlerspindel in der Mitte der Kugel in einer geraden
Fläche endet und auf dieser ein durch eine Feder belasteter und mit einer auf die
Schalteinrichtung einwirkenden Stoßstange verbundener Teller aufliegt, wobei sowohl
die radialen wie auch die axialen Auslenkungen der Fühlerspindel eine Verschiebung
der Stoßstange in Achsenrichtung bewirken. Weiterhin ist es an sich bekannt, in
der Tastspitze eine Mehrzahl von Steuerkontakten anzubringen Man hat auch bereits
vorgeschlagen, die dem abzufahrenden Modell zugewandte Spitze des Tastgliedes an
einer ,die Tastspindel in Längsrichtung durchsetzenden, allseitig auslenkbaren Spindel
zu befestigen und diese auf eine besondere, hinter der Tastspindel liegende, -dieTiefenbewegungen
steuernde Korfimandoeinrichtung..einwirken zu lassen. Damit ergibt sich eine verwickelte
Bauart und ein vergrößerter Querschnitt des ganzen Fühlers, wenn die notwendige
-Steifigkeit der Fühlerspindeln gewahrt bleiben soll.
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Die Erfindung bezweckt nun, die Mängel zu beseitigen und geht von
einer Tasteinrichtung für elektrisch gesteuerte Nachformwerkzeugmaschinen zum gleichzeitigen
Abtasten von Umriß- und Tiefenkonturen mit einer allseitig auslenkbaren, den Umriß
steuernden Fühlerspindel und einem in dieser gelagerten Tasteinrichtung zum Abtasten
und Steuern der Tiefenbewegungen aus. Sie besteht darin, daß das Taststück und die
Kontakteinrichtung für die Tiefenbewegungen in dem Taststück für -die Umrißbewegungen
allseitig auslenkbar gelagert sind. Durch diese Maßnahme ist es möglich geworden,
die einfache Bauart des Fühlers beizubehalten und eine Vergrößerung der Abmessungen
zu vermeiden. Ferner können .die der Tiefensteuerung dienernden Teile leicht und
die Auslenkkräfte klein gehalten werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist darin
zu sehen, @daß der Fühler dann nur die Teile enthält, die zum Umriß- oder Pendelfräsen
nötig sind, wenn der in üblicher Weise mit der Fühlerspindel verbundene Taster aus
dieser herausgenommen und durch einen Taster ohne Schalteinrichtung ersetzt wird.
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Nach einer Einzelheit der Erfindung wird vorgeschlagen, .das Taststück
für die Tiefenbewegungen an den einen Pol und das Taststück für die Umrißbewegungen
an den anderen Pol des Steuerleitung für die
Tiefenbewegungen anzuschließen
und die beiden Taststücke als Kontakte auszubilden. Damit sind keine Umlenkungen
über Hebel od. dgl. nötig, die Zahl der Einzelteile wird niedrig gehalten, und die
Einrichtung baut einfach und raumsparend.
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Zweckmäßig wird das Taststück für die Tiefenbewegungen in der Mittelachse
des Taststückes für die Umrißbewegungen allseitig beweglich gegen Federdruck aufgehängt
und in seiner Lage zur Mittelachse federnd, z. B. durch längs der Mittelachse angebrachte,
in ihrem Weg begrenzte Federn, gehalten.
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Vorteilhaft können auf dem Taststück für die Tiefenbewegungen Magnete
und diesen gegenüber auf dem Taststück für die Umrißbewegungen ebenfalls Magnete
angeordnet sein, deren gleichen Pole sich gegenüberliegen. Die Ausbildung kann dabei
derart sein, daß die dem abzutastenden .Modell abgewandte Seite des Taststückes
für die Tiefenbewegungen kugelförmig und die ihr gegenüberliegende Seite des Taststückes
für die Umrißbewegungen hohlkugelförmig ausgebildet ist, wobei beide Flächen, gegenüberliegend
und die gleichen Pole einander zugewendet, Magnete tragen, die die Tasterteile auseinanderdrücken,
die durch ein flexibles Glied, z. B. Litze, gehalten wenden.
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In der Zeichnung ist,die Erfindung schematisch dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Einrichtung im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach
der Linie A-B, Fig.3 eine weitere Ausführungsform ebenfalls im Schnitt.
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Der Taster besteht aus zwei Taststücken, die von einer Spindel l getragen
werden, die in einem Innenkonus der nicht dargestellten Tastspindel aufgenommen
wird. Ein Taststück 2 dient zum Abstasten der Umrißkonturen und ist mit -der Spindel
1 fest verbunden. Ein Taststück 3 dient zum Abtasten der Tiefenkonturen eines Modells
und ist im Taststück 2 allseitig auslenkbar gelagert. Es ist mit einem in eine Bohrung
5 hineinragenden Bolzen 4 verbunden, der eine Querbohrung 6 aufweist, in die eine
Büchse 7 aus nichtleitendem Material eingepreßt ist, durch die ein Stift 8; ,die
Spindel 1 durchsetzend, geführt ist. Eine weitere auf dem Bolzen 4 angebrachte Büchse
9 aus Isolierstoff bestimmt die Lage des Bolzens 4. Eine Feder 10, die sich einerseits
gegen einen Bund 11 des Bolzens 4 und andererseits gegen eine Schulter 12 der Spindel
1 abstützt, drückt das Taststück 3 in axialer Richtung gegen das Modell. Eine Buchse
13 isoliert den Bolzen 4 gegen die Feder 10. Die gleichachsige Lage des Taststückes
zur Fühlerachse wird durch ; Federn 14 erreicht, die in Nuten 15 gelagert sind und
durch Schrauben 16 gehalten werden. Am freien Ende der Federn sind Druckstücke 17
aus Isolierstoff angebracht, die .durch Bohrungen 18 hindurchgreifen und sich an
den Bund 11 der Spindel 4 legen. Die Länge der Druckstücke 17 ist so bemessen, daß
die Federn 14 am Grunde der Nut 15 anliegen, wenn alle Druckstücke mit dem Bund
11 Berührung haben, der Bolzen 4 also seine Mittellage hat. Die Spindel 1 sowie
das Taststück 2 sind über Leitung 19 an den einen Pol der Steuerleitung für die
Tiefenbewegungen angeschlossen, das Taststück 3 dagegen über Bolzen 4 und Leitung
20 an den anderen. Beim .gleichzeitigen Abtasten einer Umriß- und einer Tiefenkontur
legt sich das Taststück 2 an die Umrißkontur, seine Auslenkung bewirkt über die
Spindel 1, die eigentliche, nicht dargestellte Fühlerspindel und die ebenfalls nicht
dargestellte Kontakteinrichtung die Steuerbewegungen entsprechend der Umrißkontur.
Die eine Stellung bedeutet eine Einwärtsbewegung auf das Modell zu und die andere
eine Auswärtsbewegung vom Modell fort. Den einen Kontakt dieser Einrichtung bildet
das Taststück 2 bzw. die Spindel 1 und den anderen Kontakt das Taststück 3 bzw.
der Bund 11. Trifft das Taststück 3 in der Ebene auf das Modell, so erfolgt eine
Auslenkung in Achsenrichtung, dadurch legt sich das Taststück 3 an das Taststück
2 und schließt den Stromkreis, der die Auswärtsbewegung einleitet. Durch..die Auswärtsbewegung
hebt sich das Taststück vom Modell ab, die Feder 10 drückt das Taststück 3 vom Taststück
2 fort, der Stromkreis wird dadurch unterbrochen und die Einwärtsbewegung wieder
eingeleitet. Diese läuft so lange, bis das Taststück 3 wieder am Taststück 2 anliegt
und damit der Stromkreis wieder geschlossen und die Auswärtsbewegung wieder eingeleitet
wird. Fährt das Taststück 3 gegen eine Steigung,der Tiefenkontur, so erfolgt eine
radiale Auslenkung dieses Taststückes, der Bund 11 legt sich gegen die Wand .der
Bohrung 21 in der Spindel 1 und schließt ebenfalls den Stromkreis, was die Auswärtsbewegung
in Achsenrichtung der Spindel t bewirkt. Läßt der radiale Druck auf das Taststück
3 nach, so drücken ,die Federn 14 über den Bund 11 das Taststück 3 in seine Ausgangslage
zurück. Der Stromkreis wird dadurch unterbrochen und die Auswärtsbewegung wieder
eingeleitet. Die Taststücke 2 und 3 sind auswechselbar und können dem jeweils verwendeten
Fräser angepaßt' werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dient ein Taststück 25 zur Steuerung
der Umrißbewegungen. Es wird mit seinem Ansatz 26 in der nicht dargestellten Fühlerspindel
gehalten. Das Taststück ist an der der Fühlerspindel abgewandten Seite als Hohlkugel
ausgebildet. Außen trägt das Taststück einen Mantel 28. Das Taststück für die Steuerung
der Tiefenbewegungen besteht aus einem kugelförmigen Körper, dessen dem Modell zugewandte
Seite .der Form des Fräsers angeglichen ist und dessen idem Taststück 25 zugewandte
Seite der Hohlkugeldecke des Taststückes 25 entsprechend geformt ist.
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Am Taststück 25 sind der Oberfläche angepaßte Magnete 27 gelagert.
Den Magneten 27 gegenüber sind Magnete 30 angebracht, und zwar derart, daß ein Pol
der Magnete 30 dem gleichnamigen Pol der Magnete 27 gegenüberliegt. Dadurch sind
die Magnete bestrebt, das Taststück abzustoßen. Um das Taststück 29 zu halten, ist
an diesem eine Augenschraube 31 vorgesehen, an der eine Litze 32 aus nichtleitendem
Material befestigt ist, die mit ihrem anderen Ende durch einen Stift 33 gehalten
wird. Das Taststück 25 ist mit dem einen und das Taststück 29 mit dem anderen Pol
der Steuerleitung für die Tief enbewegung des Fräsers verbunden. Jede Stellung des
Taststückes 20 löst in derselben Weise eine Steuerbewegung aus, wie es bei Fig.
1 beschrieben wurde.