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Steuerungseinrichtung für den selbsttätigen Arbeitsablauf von Werkzeugmaschinen,
insbesondere Fräsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für
den selbsttätigen Arbeitsablauf von Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen,
mit durch Tisch- oder Schlittenanschläge betätigbaren Endschaltern und zugeordneten
Richtungsschützen für die Bewegungsumkehr und mit Richtungsschalter mit Einschaltkontakten
für die Einschaltung der Bewegungsrichtung im Vorschub bzw. Eilgang aus dem Stillstand
und einem Handschalter für die Vorwahl der nächsten Bewegungsumkehr: Es sind Steuerungseinrichtungen
bekannt, bei denen für die Richtungssteuerung des Tisches Steuerschalter vorhanden
sind. Diese Steuerschalter können Druckknöpfe, Schwenkschalter oder Schwenktaster
sein. Unter Schwenkschaltern sind Schalter verstanden, die ihre Befehlsstellung
beibehalten, unter Schwenktastern solche, die von der Befehlsstellung selbsttätig
in die Nullstellung zurückspringen.
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Außer diesen Schaltern für die Einschaltung der Bewegungen, die eine
Eilgang- oder Vorschubbewegung in der einen oder anderen Richtung ist, müssen für
die verzögerte Stillsetzung oder Sofortstillsetzung weitere Schaltelemente vorhanden
sein. Die verzögerte Stillsetzung ist dann gefordert, wenn nur die Tischbewegungen
stillgesetzt werden sollen und die Frässpindel weiterläuft. Die Sofortstillsetzung
ist für den Gefahrenfall vorgesehen und setzt sofort alle Maschinenbewegungen still.
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Die Arbeitsabläufe können verschiedene sein. Ein automatischer Arbeitsablauf
ist ein solcher, der vom Beginn des Startens beispielsweise über Eilgang, Vorschub
und Eilrücklauf wieder in die Ausgangsstellung fährt und dort stillsetzt. Für den
zweiten automatischen Arbeitsablauf bedarf es einer Befehlsgabe mittels eines hierfür
vorgesehenen Schalters.
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Unter »Pendeln« versteht man einen Arbeitsablauf, bei dem sich die
Tischumkehr ständig wiederholt und der Tisch sowohl im Eilgang als auch im Vorschub
in beiden Richtungen abläuft. Eine Stillsetzung kann nur über den Ausschalter erfolgen.
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Außerdem gibt es selbstverständlich einen von Hand gesteuerten Arbeitsablauf.
Alle Arbeitsabläufe sind an einem Wahlschalter, dem sogenannten Fräsartenwahlschalter,
einstellbar.
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Ein weiterer Wahlschalter dient zur wahlweisen Einstellung der selbsttätigen
Tischumkehr oder der handgesteuerten Tischumkehr. Er ist bestimmend dafür, ob der
Tisch am Ende einer Bewegung sofort ohne zusätzliche Befehlsgabe umkehrt oder ob
grundsätzlich Stillstand am Tischende erfolgt. -In Verbindung mit diesem Wahlschalter
für die Tischumsteuerung kennt man einen weiteren Betätigungsknopf, mit dem im voraus
bei noch laufendem Vorschub eine Vorwahl getroffen werden kann derart, daß der Tisch
nach Erreichen der Endstellung sofort in die Gegenlaufrichtung umsteuert. Dieser
Handschalter für die Vorwahl überbrückt jeweils für eine Bewegungsumkehr den Wahlschalter
für die Tischumsteuerung in der Schaltstellung »handgesteuerte Tischumkehr«.
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Wird also der Handschalter für die Vorwahl einmal nicht betätigt,
so bleibt der Tisch gemäß dem ihm gegebenen Kommando des Schalters für die Tischumsteuerung
in seiner Endstellung stehen.
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Eine derart ausgerüstete Maschine hat also eine Mehrzahl von Schaltern,
von denen der Bedienungsmann immer denjenigen auswählen muß, der für die Einschaltung
der von ihm gewünschten Maschinenbewegungen erforderlich ist. Ein mit einer derartigen
Vielzahl von Schaltern ausgerüstetes Tableau kann zu Fehlbedienungen führen, wenn
die Bedienungsperson unaufmerksam ist.
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Um diese Möglichkeiten auszuschließen, wird ein Teil der Einschaltelemente
nur für das Einrichten wirksam gemacht, während andere Schaltelemente nur für automatischen
Arbeitsablauf wirksam sind. Erfolgt jedoch innerhalb eines automatischen Arbeitsablaufes
ein beabsichtigter oder unbeabsichtigter Stillstand innerhalb eines Arbeitszyklus,
dann ist es erforderlich, durch Umschaltung des Fräsartenwahlschalters auf Stellung
»Handsteuerung« diejenigen Schaltelemente wirksam zu machen, die es gestatten, den
Tisch aus dem Stillstand zunächst in eine Endstellung zu bringen, um von da aus
nach
Umschaltung auf die Fräsart »automatischer Arbeitsablauf« mittels
der Schaltelemente für die Einschaltung der Automatik die Maschine in Gang zu setzen.
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Auch beim Einrichten muß die Bedienungsperson andere Schaltelemente
bedienen als beim automatischen Arbeitsablauf. Die Bedienungsperson ist demzufolge
gezwungen, diese zwei Gruppen von Schaltelementen zu unterscheiden und arbeitsmäßig
zu bedienen. Das erfordert ein ständiges Nachdenken betreffs der richtigen Auswahl
der Schaltelemente. Durch die Gruppenunterteilung ist zwar eine erhöhte Sicherheit
gegeben, da immer nur die Schaltgruppe funktionstüchtig ist, die durch den Fräsartenwahlschalter
wirksam geschaltet ist. Nachteilig sind aber der erhöhte Aufwand und der in der
Werkstattpraxis immer wieder in Erscheinung tretende höhere Zeitaufwand, der sich
aus der notwendigen Umstellung der Bedienungsperson ergibt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, an Stelle der Vielzahl
der bisher verwendeten Einschaltelemente nur noch ein einziges vorsehen zu müssen,
das alle betriebsmäßig vorkommenden Einschalt- und Vorwahlfunktionen in sich vereinigt
und darüber hinaus in jeder beliebigen Stellung der Maschine wirksam sein soll,
um die bisher notwendige Umschaltung des Fräsartenwahlschalters von »Automatik«
auf »Handsteuerung« und umgekehrt zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch,
daß der Richtungsschalter für die Einschaltung der Bewegungsrichtung aus dem Stillstand
und der Handschalter für die Vorwahl der nächsten Bewegungsumkehr in einem einzigen
Befehlstaster vereinigt sind derart, daß der Befehlstaster außer den Einschaltkontakten
zusätzlich Kontakte für die Vorwahl aufweist, die nur während des laufenden Vorschubganges
wirksam antastbar und im Stillstand und während des Eilganges elektrisch verriegelt
sind. Dadurch wird das Bedienungstableau der Maschine wesentlich vereinfacht, weil
nur noch ein von Hand bedienbares Schaltelement vorhanden ist, mit dem alle betriebsmäßig
vorkommenden Maschinenbewegungen eingeschaltet werden können bzw. die Tischumsteuerungen
in der einen oder anderen Richtung vorwählbar sind.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß
der Befehlstaster in seiner Nullstellung einen Nullkontakt für den Stromkreis eines
Hilfsschützes schließt, dessen einer Kontakt den Nullkontakt überbrückt und ihn
beim nachfolgenden Antasten unwirksam macht und dessen anderer Kontakt den Vorwahlkontakt
für das Schütz für die automatische Tischumkehr wirksam schaltet.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 ein Schaltschema. einer Steuerungseinrichtung
für die Tischbewegungen vorzugsweise einer Fräsmaschine im spannungslosen Zustand
der Steuerung und Fig.2 das Bedienungstableau der Maschine mit dem Befehlstaster
und dem Stoppschalter.
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Es bezeichnet O den Stoppschalter, der auch ein Gefahrenschalter sein
kann. U 1 ist der Fräsartenwahlschalter, dargestellt in Stellung a, »Pendeln«. Die
weitere strichpunktierte Stellung b ist die Stellung »Handsteuerung«. Dieser Schalter
kann beliebig durch weitere Schaltstellungen für automatischen Arbeitsablauf erweitert
werden. Die dargestellte Stellung a, »Pendeln«, ist die im Rahmen der Erfindung
interessierende Stellung. Der Wahlschalter U2 für die Tischumsteuerung hat die Stellung
c, »handgesteuerte Tischumkehr«, und die Stellung, d, »automatische Tischumkehr«.
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An Hand des. Stromlaufplanes gemäß Fig. 1 wird ein Pendelzyklus beschrieben,
wobei vorausgesetzt ist, daß der Tisch in der rechten Begrenzungsstellung steht.
Dies wird dadurch gekennzeichnet, daß der rechte Endschalter E3 durch einen einstellbaren
Anschlag betätigt ist und somit die Kontakte E 31 im Stromkreis des Schützes S3
und E32 im Stromkreis des Schützes S 5 geöffnet sind bzw. der Kontakt E 33 im Stromkreis
des Schützes S 6 geschlossen ist.
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Die Einleitung des Arbeitszyklus erfolgt über den Befehlstaster K1
der Fig. 2 durch den Schaltkontakt K 13 im Stromkreis des Richtungsschützes S 2
für den Vorschub nach links, welches sich dann durch seinen Haltekontakt S 23 über
Kontakte U 12, E 21 und S 34
selbst hält. Der Befehlstaster K 1 springt
selbsttätig in die Nullstellung zurück und schließt damit seinen Nullkontakt K 11
im Stromkreis des Hilfsschützes S 8 für die Tischumsteuerung. Gleichzeitig wird
der Schaltkontakt S21 über Richtungsschütz S 2 geschlossen und über den geschlossenen
Schaltkontakt des Fräsartenwahlschalters U 11 bzw. des Endschalters E 33 und Kontakt
S 32 das Steuerschütz S 6 für die Bewegungsumkehr von »rechts auf
links« zum Anzug gebracht. Im Parallelweg hinter U 11 wird das Hilfsschütz
S 8 für die Tischumsteuerung über Nullkontakt K 11 erregt und hält sich durch
seinen Kontakt S 81 selbst. Das Schütz S 6 schaltet durch seinen Kontakt S 62 über
Kontakte U14, S25, E22 und S53 das Richtungsschütz S4 für die
Eilgangbewegung nach links ein. Nach Verlassen der Begrenzungsstellung wird der
Endschalter E3 gelöst, so daß seine Kontakte E31 und E32 schließen bzw. der Kontakt
E33 öffnet. Das Steuerschütz S6 fällt demzufolge ab. Der Schaltkontakt S62 im Stromkreis
des Richtungsschützes S4 öffnet, jedoch ist diese Schaltfunktion durch das Ansprechen
des Richtungsschützes S 4 mittels des Schaltkontaktes S42 bereits überbrückt. Der
Frästisch läuft mit Eilganggeschwindigkeit nach links. Mittels eines einstellbaren
Anschlages wird dann in der ersten Ebene des Endschalters E 2, durch den nur der
Kontakt E 22 im Stromkreis des Richtungsschützes S 4 für den Eilgang geöffnet wird,
der Stromweg zum vorgenannten Schütz unterbrochen und damit der Eilgang abgeschaltet.
Der Frästisch läuft jetzt mit Vorschubgeschwindigkeit weiter nach links. Durch Antasten
des Befehlstasters K1 in beliebiger Richtung wird der Vorwahlkontakt K 12 geschlossen
und über den bereits geschlossenen Kontakt S82 des Hilfsschützes S 8 sowie
über die Kontakte S41 und S51 das Steuerschütz S 1 für die Automatik erregt.
S 1 überbrückt mit seinem Kontakt S 11 die Kontakte S21 und S31 und
mit einem weiteren Kontakt S 12 die Kontakte K 12 und S82 und hält sich dadurch
selbst. Durch diese Schaltfunktionen ist eine Vorwahl getroffen derart, daß bei
Stillsetzung des Frästisches in der linken Endstellung durch den Endschalter E 2
die automatische Tischumkehr in die Bewegungsrichtung nach rechts erfolgen kann.
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Ein weiterer einstellbarer Anschlag, wirksam in der zweiten Ebene
des Endschalters E2, betätigt diesen derart, daß über den Kontakt E 22 hinaus
auch der Kontakt E21 im Stromkreis des Richtungsschützes S2 geöffnet wird
und damit S2 abfällt. Die linke
Endstellung ist jetzt erreicht,
und der Frästisch wird stillgesetzt. Da gleichzeitig der SchaltkontaktE23 des Endschalters
E2 geschlossen wird, spricht das Steuerschütz S7 für die Bewegungsumkehr von »links
auf rechts « über die Kontakte S 11, U 11, E 23 und S22 an. Der Schaltkontakt
S71 im Stromkreis des Richtungsschützes S3 für Vorschubbewegung nach rechts ist
geschlossen und schaltet über U13, E31 und S24 das Richtungsschütz S 3 ein.
Gleichzeitig erfolgt durch Schaltkontakt S 72 im Stromkreis des Richtungsschützes
S5 für Eilgangbewegung nach rechts Stromgabe über U16, S35, E32 und
S43 für das Schütz S5. Der Frästisch läuft jetzt im Eilgang nach rechts.
Der weitere Steuerungsablauf erfolgt sinngemäß, wie vorher beschrieben, bei Tischbewegung
nach links, jedoch über die Schaltfunktionen der Richtungsschütze S3 und S5 sowie
des Endschalters E 3 bis in die Endstellung des Frästisches.
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Wenn während der Vorschubbewegung eine Vorwahl durch den Befehlstaster
K1 mittels Schaltkontakt K 12 (Vorwahlkontakt) erfolgt, so schaltet sich der Frästisch
nach vorausgegangener Stillsetzung automatisch erneut in Eilgangbewegung nach links
ein. Erfolgt keine Vorwahl durch K i oder wurde diese während des Eilganges vorgenommen,
so bleibt der Frästisch immer in der Endstellung stehen. Da nach erfolgter Tischumkehr
die Vorwahl aufgelöst wird, kann diese auch nur immer für eine Tischumsteuerung
im voraus eingeschaltet werden. Durch Umschaltung des Wahlschalters für die Tischumsteuerung
U2 von Stellung c, »handgesteuerte Tischumkehr«, in Stellung d, »automatische Tischumkehr«,
erfolgt Schließen des Kontaktes U21 und somit Überbrückung der Vorwahlfunktionen
für die Tischumsteuerung. In dieser Stellung des Wahlschalters wechselt der Frästisch
bei automatischem Arbeitsablauf selbsttätig ohne Vorwahl ständig seine Bewegungsrichtungen.
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Wird der Wahlschalter U1 von Stellung a, »Pendeln«, auf Stellung b,
»Handsteuerung«, umgeschaltet, so werden durch Schaltkontakte U12 und U13 die Selbstschaltungen
für die Vorschubrichtungsschütze S2 und S3 und durch die Schaltkontakte
U14 und U16 die Selbstschaltungen für die EilgangrichtungsschützeS4
und S5 und durch den Schaltkontakt U 11 das Steuerschütz S 1 für die automatische
Umkehr abgeschaltet. Gleichzeitig wird Kontakt U 15 im Stromkreis der Eilgangrichtungsschütze
S4 und S5 geschlossen und damit die Schaltkontakte K 15 und K16 des Befehlstasters
K 1 für die Richtungsschaltung der Eilgänge wirksam geschaltet. In der Fräsartenwahlschaltung
»Handsteuerung« können mit dem Schwenktaster K 1 durch die Kontakte K 13 und K14
die Vorschübe, durch die Kontakte K 15 und K16 die Eilgänge richtungs- und stellungsabhängig
in Tastfunktion in jeder Frästischstellung geschaltet werden. Nach Loslassen des
Tasthebels K 1 fällt dieser immer in die Nullstellung selbsttätig zurück.
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Erfolgt während des automatischen Arbeitsablaufes eine beabsichtigte
Stillsetzung, so kann aus dem Stillstand heraus in jeder Richtung der automatische
Arbeitsablauf fortgesetzt werden, ohne daß der Fräsartenwahlschalter U 1 von Stellung
»Pendeln« auf Stellung »Handsteuerung« umgeschaltet werden muß.
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Durch Verriegelung bei automatischem Arbeitsablauf ist dafür Sorge
getragen, daß nur die Vorschubbewegungen in einer Zwischenstellung des Frästisches
eingeschaltet werden können. und damit die Gefahr beseitigt, daß beispielsweise
durch Einschalten der Eilgänge ein Unfall oder Werkzeug-bzw. Werkstückbruch entstehen
könnte. Die Einschaltung der Eilgänge ist bei dieser Fräsart nur in den Begrenzungsstellungen
des Frästisches möglich, da zyklusbedingt nur von diesen Stellungen aus der Eilvorlauf
bzw. auch Eilrücklauf beginnt. Er ist nicht wie bisher am Maschinentableau, sondern
an anderer Stelle der Maschine angeordnet.
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Der in Fig. 2 dargestellte SchwenktasterK1 ist aus seiner in vollen
Linien gezeichneten Mittenstellung nach rechts und links entsprechend der Tischbewegung
nach rechts bzw. nach links in Stellung Vorschub bzw. Eilgang ausschwenkbar.
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Das Bedienungstableau T trägt außerdem nur den Stoppschalter O, der
zugleich Gefahrenschalter ist und in bekannter Weise zwei Schaltstufen aufweist.
In der ersten Schaltstufe hat er einfach Stoppfunktionen. Wird er dagegen bis in
die zweite Schaltstufe durchgedrückt, so setzt er alle Antriebe der Maschine still.
Mit dem Doppelpfeil v ist die Antastbewegung für die Vorwahl dargestellt. Diese
Antastbewegung kann nach rechts oder nach links erfolgen, ist aber, wie bereits
beschrieben, nur im Vorschub wirksam.