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Kopierfühler mit veränderlicher Empfindlichkeit Bei Herstellung von
Werkstücken mit Werkzeugmaschinen nach dem Kopierverfahren werden Fühler verwendet,
die durch eine Schablone oder ein Modell gesteuert werden und entweder elektrische
Kontakte oder ein Druckölventil betätigen und so eine Bewegung einleiten, die unter
einem Winkel zur Vorschubbewegung des Werkzeuges gerichtet ist. Zur Betätigung der
elektrischen Kontakte des Fühlers gehört ein gewisser Ausschlag des Fühlers. Die
Größe der vom Werkstück geforderten Genauigkeit bestimmt somit die Größe des Fühlerausschlages,
die ausreichend sein muß, um eine Bewegung des Werkzeuges senkrecht zur Vorschubbewegung
herbeizuführen. Je höher die geforderte Genauigkeit ist, um so höher ist also auch
die Zahl der auf einen be-@timmten Vorschubweg des Werkzeuges für eine gegebene
Änderung der Schablonenform entfallenden Schaltungen. Da ihre absolute Zahl in der
Zeiteinheit aus mechanischen Gründen beschränkt ist, so bedeutet dies, daß die Vorschubgeschwindigkeit
um so kleiner werden muß, je höher die Anforderungen an die Genauigkeit sind.
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Es wäre aus naheliegenden Gründen unwirtschaftlich, die beim letzten
Arbeitsgang notwendige geringe Vorschubgeschwindigkeit bereits bei den Vorarbeiten,
also beim Vorschruppen oder Grobdrehen, einzusetzen. Hier wünscht man eine große
Vorschubgeschwindigkeit. Dies würde aber in Verbindung mit einem feinreagierenden
Fühler zu einer so hohen Schaltfolge führen, daß der Werkzeugschlitten mit dem Werkzeug
zum Pendeln käme. Man hilft sich hier bei Verwendung elektrischer Fühler bisher
damit, die vom Fühlerstift betätigten Kontakte auf größere Abstände einzustellen,
d. h. die Genauigkeit des Fühlers herabzusetzen. Man ist dann aber gezwungen, die
Kontakte beim Feindrehen, d. h. bei den letzten Arbeitsgängen, wieder erneut einzustellen.
Dieses Einstellen der Kontakte erfordert aber Zeit und Erfahrung, und es können
hierbei leicht falsche Einstellungen vorkommen. Um dies zu vermeiden, ist es bekannt,
zwei verschieden eingestellte Fühlereinrichtungen zu verwenden. Dieser Weg ist aber
schon verhältnismäßig teuer, zudem ist mit dem Auswechseln der Fühlereinrichtung
ein nicht unerheblicher Zeitaufwand verbunden, und zwei Fühler genügen meist noch
nicht allen zu stellenden Anforderungen. Bereits vorgeschlagen ist auch eine Ausführung
eines elektrischen Kontaktfühlers, bei dem durch Verändern der Hebelübersetzung
zwischen Taststift und Kontakthebel eine Regulierung der Empfindlichkeit erzielt
wird. Wenn auch diese Vorrichtung billiger ist als die Verwendung von zwei Fühlern,
so bedingt sie eine Handeinstellung des Feinheitsgrades durch den Bedienungsmann
und ein Zwischenglied im Mechanismus des Fühlers.
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Die Erfindung ermöglicht, mit ein und derselben Fühlereinrichtung
mit sehr verschiedener Empfindlichkeit arbeiten zu können, d. h. die Zahl der Schaltungen
sowohl bei kleiner wie auch bei großer Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges innerhalb
der erforderlichen Grenzen halten zu können. Dies wird erfindungsgemäß durch eine
Anordnung des Fühlers oder der Schablone erreicht, daß zwecks Anderung der Empfindlichkeit
Fühler und oder Schablone in Längsrichtung des Tasterfingers zueinander verschiebbar
sind.
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Das Verschieben vom Fühler zur Schablone geschieht nach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung durch einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb, der
in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeuges nach einem Programm
steuerbar ist. Ist beispielsweise die Fühlereinrichtung auf einem zur Schablone
senkrecht verschiebbaren Schlitten angeordnet, so ist mit dem Schlitten ein Nocken
verbunden, und neben dem Schlitten sind in der Bahn des Nockens liegende Endkontakte
angeordnet, die bei einer gewissen Verschiebung des Schlittens seine Bewegung unterbrechen.
Man kann so verhältnismäßig viele Stufen in Abhängigkeit von der jeweils gewünschten
Vorschubgeschwindigkeit herstellen. Die Verstellung kann auch stufenlos, z. B. mit
einer Potentiometerschaltung erfolgen. Es ist auch weiter möglich, den Schlitten
so weit zu bewegen, daß der Fühler außer Eingriff mit der Schablone kommt, so daß
er nicht mehr durch die Schablone gesteuert wird und die weiteren Bewegungen nach
Programm oder im Handbetrieb ausgeführt werden
können. Diese Stellung
kann durch Kontakte besonders gesichert sein, so daß der automatische Vorschub erst
wieder eingestellt werden kann, wenn der Fühler in Berührung mit der Schablone ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch die Fühleranordnung
gemäß der Erfindung, Abb. 2 eine Aufsicht und Abb. 3 eine Stirnansicht der Vorrichtung.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt einen üblichen elektrischen Fühler,
dessen Gehäuse 1 in einem Schlitten 2 befestigt ist. Das Gehäuse
1 hat einen rohrförmigen Gehäuseteil 3, der in einer Schelle 4 des Schlittens
2 gehalten ist. Der Fühlerstift 5 ist in bekannter Weise mit einem kugelförmigen
Teil 6 in einem Lager 7 des Gehäuses 3 allseitig schwenkbar gelagert. Das hintere
Ende des Fühlerstiftes trägt eine Kugel 8, die einen Schalthebel 9 beeinflußt,
der um den Zapfen 10 schwenkbar ist, und zwar führt dieser Hebel bei jedem Ausschlag
des Fühlerstiftes 5 unabhängig von der Richtung des Ausschlages eine Bewegung des
Hebels 9 um den Zapfen 10 herbei.
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Der Hebel 9 trägt elektrische Kontakte 11 und 12, die mit Gegenkontakten
13, 14 zusammenwirken. Der Kontakt 14 sitzt in bekannter Weise an einem Hebel
15, der um den Zapfen 16 schwenkbar ist. Der Hebel 15 trägt einen Kontakt 17, dessen
Gegenkontakt 18 durch eine Schraube 19 einstellbar ist. Diese Kontakte dienen in
bekannter Weise zum Abschalten des Vorschubes bei übermäßig großen Fühlerausschlägen,
die zuvor genannten Kontakte zum Einschalten der Schlittenbewegung senkrecht zur
Vorschubbewegung.
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Abweichend von der üblichen Ausbildung des Fühlerhebels trägt der
Hebel 5 gemäß der Erfindung einen Tasterfinger 20, der an der Schablone 21 zur Anlage
kommt, und zwar in der Zeichnung in der Lage 1, die der größten Genauigkeit des
Fühlers und der kleinsten Vorschubbewegung des Werkzeugschlittens entspricht. Der
Schlitten 2 ist verschiebbar auf einer Bahn 22 und mit der Kolbenstange 23
des Kolben 24 eines hydraulischen Zylinders 25 verbunden. Durch eine nicht
gezeigte Druckölpumpe mit elektrischem Antrieb kann die Bewegung des Kolbens 24
gesteuert werden, d. h. der Schlitten 2 nach links und rechts verschoben werden.
Durch die Verschiebung des Kolbens in der Zeichnung nach links kommt die Schablone
21 mit dem Fühlerfinger 20
nacheinander in den Stellungen 11, 111 und IV zum
Eingriff oder gegebenenfalls in die Stellung V, bei der sie den Fühlerfinger überhaupt
nicht mehr berührt. Bei der Verschiebung ändert sich das übersetzungsverhältnis
zwischen Fühler und Schablone, beispielsweise ist in der Stellung IV eine etwa doppelt
so große Abweichung des Fühlerfingers notwendig, um die gleiche Winkeländerung des
Fühlers und damit eine Kontaktbetätigung zu erreichen.
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Wie die Abb. 2 erkennen läßt, kann durch den am Schlitten 2 befestigten
Schaltnocken 26 eine Reihe von Endkontakten 27 bis 31 gesteuert werden,
die jeweils den Stromkreis des Antriebsmotors der hydraulischen Pumpe, die zur Verstellung
des Kolbens 24 dient, unterbrechen. An Stelle des hydraulischen Antriebs
kann auch ein rein elektrischer Antrieb gewählt werden, beispielsweise nach Art
des Antriebs eines Personenaufzuges, der den Schlitten nacheinander in die verschiedenen
Schaltstellungen bringt. Gegebenenfalls ist auch statt der stufenweisen Verstellung
eine stetige Verstellung des Schlittens durch Anwendung einer Potentiometerschaltung
möglich.