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Tasteinrichtung für elektrisch gesteuerte Nachformwerkzeugmaschinen,
insbesondere Nachformfräsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Tasteinrichtung für
elektrisch gesteuerte Nächformwerkzeugmaschinen, insbesondere Nachformfräsmaschinen
zum gleichzeitigen Abtasten von Umriß- und Tiefenkonturen mit getrennten, auf die
durch die Umrißkontur und die Tiefenkonturen verursachten Auslenkungen ansprechenden
Schalteinrichtungen. Man verwendet diese Art von Tasteinrichtungen, um beim Umrißfräsen
den Fräser gleichzeitig entsprechend den Tiefenkonturen steuern zu können. Dabei
müssen die radialen Auslenkungen und die axialen Auslenkungen der Fühlspindel auf
zwei verschiedene, die entsprechenden Bewegungen der Maschine auslösende Kontakteinrichtungen
einwirken. Man hat deshalb die Fühlspindel bereits derart ausgebildet, daß sie lediglich
auf die Schalteinrichtung für die Umrißbewegungen einwirkt. Hierzu wird sie in ihrem
Schwenkpunkt derart gehalten, daß sie keine axialen Bewegungen ausführen kann. In
der Fühlspindel ist dabei eine weitere, das Taststück tragende und mit einer die
Bewegungen des Fräsers in Richtung seiner Achse steuernde Schalteinrichtung zusammenarbeitende
Spindel längsverschieblich gelagert.
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Wenn mit einem Fühler dieser Art im Zeilenverfahren gearbeitet werden
soll, müssen sowohl die radialen als auch die axialen Auslenkungen des Taststückes
eine Bewegung des Fräsers in Richtung seiner Achse auslösen, also auf 'ein und dieselbe
Schalteinrichtung einwirken. Zu diesem Zweck wird die Beweglichkeit der Fühlspindel
in axialer Richtung freigegeben und die in der Fühlspindel gelagerte Spindel festgelegt
sowie die mit der Fühlspindel zusammenarbeitende Schalteinrichtung elektrisch mit
den die Bewegungen der Frässpindel bewirkenden Antriebsmitteln, z. B. Kupplungen,
verbunden.
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Ein Fühler dieser Art erübrigt das Halten mehrerer Fühler und das
Auswechseln und Einstellen derselben. Diese Notwendigkeiten bei der Verwendung mehrerer
Fühler sind dann besonders lästig, wenn ein und dasselbe Werkstück nach mehreren
Verfahren bearbeitet werden muß. Das ist besonders häufig der Fall bei der Herstellung
von Werkzeugen, die neben der anderen Form noch glatte Umrißkonturen, z. B. Schnittkanten,
aufweisen.
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Während sich das Verbinden der Fühlerkontakte mit den entsprechenden
Schaltmitteln durch einfaches Betätigen eines Schalters bewerkstelligen läßt, muß
die notwendige Umstellung des Fühlers mechanisch von Hand vorgenommen werden. Die
die Fühlspindel festlegenden Teile liegen im Fühler und müssen von außen verstellt
werden. Daß die Umstellung am Fühler selbst vorgenommen werden muß, ist bei großen
Fräsmaschinen mit waagerechter Spindel besonders unbequem, da der Fühler sich hier
in erheblicher Höhe befindet und somit die Verstellung nicht vom Bedienungsstand
aus vorgenommen werden kann. überdies kann ein Versehen beim Umstellen leicht zu
Schäden an Werkstück und Maschine führen.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Fühlerspindel mit der auf
die Umrißkontur ansprechenden Schalteinrichtungen axial unverschiebbar in einem
Tragkörper zu lagern, der axial verschiebbar mit der auf die Tiefenkontur ansprechenden
Schalteinrichtungen in einem Rohr spielt. Durch diese Maßnahmen werden ohne jede
Verstellung am Fühler die radialen Auslenkungen der Fühlspindel auf die eine und
die axialen Auslenkungen auf die andere Schalteinrichtung übertragen. Die Fühlspindel
braucht somit keine verschieblichen Teile mehr aufzunehmen, kann infolgedessen biegungssteifer
gehalten werden und ist einfacher herzustellen. Durch die Verlagerung der die Bewegungen
in Richtung der Fräserachse steuernden Schalteinrichtung hinter die Schalteinrichtung
der die Bewegungen in radialer Richtung steuernden Schalteinrichtung wird um die
Fühlspindel herum erheblich Raum gewonnen, der beispielsweise einer selbsttätig
die Quadranten steuernden Schalteinrichtung zugute kommen kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Eine das nicht gezeichnete Taststück tragende Fühlspindel
1 ist in einem Tragkörper 2 schwenkbar gelagert. Zu diesem Zweck ist
sie mit einer Kugel 3 versehen, die durch in dem Tragkörper 2 gelagerte Büchsen
4 und 5 gehalten wird. Die Büchsen 4 und 5
sind durch
eine überwurfmutter 6 im Tragkörper 2 festgelegt. Die Büchse 4 weist einen Hals
7 auf, der das vordere Ende der Fühlspindel 1 mit Spiel umgreift
und
mit seiner Außenfläche über ein Kugellager 8 in einem Fühlertragrohr 9 verschieblich
gelagert ist. An seinem hinteren Ende ist der Tragkörper 2 mit einem Zapfen
10 versehen, der ebenfalls über ein Kugellager 11 in einem mit dem Fühlerrohr
9 verbundenen Ring 12 längsverschieblich gelagert ist. Eine Feder 13, die
an ihrem einen Ende durch eine mit dem Tragkörper 2 verbundene Öse 14 und an ihrem
anderen Ende durch ein mit dem Ring 12 verbundenes Haltestück 15 gehalten wird,
zieht den Tragkörper 2 in Richtung auf den Ring 12. Die Fühlspindel 1 weist eine
kegelige Ausnehmung 16 auf, die mit einer Kugel 17 zusammenarbeitet, die
in einem um Stift 18 schwenkbaren Kontakthebel 19 gelagert ist. Der Kontakthebel
19 trägt Kontakte 20, 21, 22, die mit Kontakten 23, 24, 25 zusammenarbeiten.
Die Kontakte 23, 24 sind als Nachlaufkontakte ausgebildet und in einer Leiste 26
aus nichtleitendem Material gelagert. Eine Feder 27 zieht den Kontakthebel 19 gegen
die Kontakte der Leiste 26 und damit auch die Kugel 17 in die kegelige Ausnehmung
16. Der Kontakt 25 ist in einer um Stift 28 schwenkbaren Leiste 29 gelagert, die
einen weiteren Kontakt 30 trägt und durch eine Feder 31 mit dem Kontakt 30 gegen
einen in der Leiste 26 gelagerten Gegenkontakt 32 gedrückt wird. Die gesamte
Schalteinrichtung ist im Tragkörper 2 gelagert und macht dessen Bewegungen mit.
Da sich die Fühlspindel 1 gegenüber dem Tragkörper 2 und damit auch gegenüber
dem Kontakthebel 19 nicht in axialer Richtung verschieben kann, werden auf den Kontakthebel
19 nur die radialen Aaslenkungen der Fühlspindel 1 übertragen. Die Schalteinrichtung
ist als eine Fünfstellungs-Schalteinrichtung ausgebildet. In der gezeichneten Stellung
ist der Leitvorschub ausgeschaltet, die Maschine fährt in Fühlvorschubrichtung auf
das Modell zu.
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Durch Anlaufen an das Modell wird die Fühlspindel 1 aasgelenkt, der
Kontakt 21 vom Kontakt 24 abgehoben und damit der Leitvorschub ausgeschaltet. Bei
weiterer Aaslenkung wird Kontakt 20 von Kontakt 23 abgehoben, wodurch die
Fühlvorschubbewegung in Richtung auf das Werkstück unterbrochen wird, der Fräser
bewegt sich in Leitvorschubrichtung. Durch weiter vergrößerte Aaslenkung legt sich
Kontakt 22 gegen den Kontakt 25 und schaltet die Fühlvorschubbewegung in Richtung
vom Werkstück fort zu. Wird die Aaslenkung noch weiter verstärkt, schwenkt die Leiste
29 um Stift 28, der Kontakt 30
wird von seinem Gegenkontakt
32 abgehoben und der Leitvorschub stillgesetzt. In dieser Stellung führt die Maschine
eine Abbewegung vom Werkstück in Fühlvorschubrichtung aus. Die Kontakte sind in
bekannter Weise mit den die Vorschubbewegungen bewirkenden Antriebsmitteln, beispielsweise
Kupplungen verbunden. Gegen die Stirnfläche 33 des Zapfens 10 legt sich unter
der Kraft einer Feder 34 die Kugel 35 eines um Stift 36 schwenkbaren Kontakthebels
37. Dieser arbeitet mit einer Kontakteinrichtung zusammen, die in ihrem Aufbau der
mit dem Kontakthebel 19 zusammenarbeitenden gleicht jedoch die Bewegungen der Maschine
in Richtung der Fräserachse steuert. Die Schalteinrichtung ist mit dem Fühlerrohr9
verbunden und kann nur durch die Axixalbewegungen des Tragkörpers 2 beeinflußt werden.
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Die Fühlspindel 1 trägt einen Ring 41, der auf rings um die Fühlspindel
herum angeordnete Federn 42, in der Regel vier, durch Auslenken der Fühlspindel
einwirken kann und damit einen der der Richtung derAuslenkung entsprechenden Kontakte
43 betätigt. Beim Umrißfräsen wird durch diese Kontakte über eine mit ihnen zusammenarbeitendeSchalteinrichtung
die für den jeweiligen Quadranten richtige Verbindung zwischen den Kontakten der
Schalteinrichtung im Fühler und den den Vorschub antreibenden Kupplungen hergestellt.
Am vorderen Ende trägt das Fühlerrohr 9 eine Kappe 44, die das Eindringen von Fremdkörpern
verhindert.
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Beim Umrißfräsen mit gleichzeitigem Abfahren der Tiefenkontur sind
die durch den Kontakthebel 19 betätigten Kontakte mit den Schaltmitteln für die
Umrißbewegungen verbunden, die mit dem quer zur Fräserachse gerichteten Kontakthebel
37 zusammenarbeitenden Kontakte dagegen mit den Schaltmitteln für die in Richtung
der Fräserachse liegenden Tiefenbewegungen.
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Beim reinen Umrißfräsen, also ohne gleichzeitiges Nachführen der Tiefenkontur,
steht lediglich die mit dem Kontakthebel 19 zusammenarbeitende Schalteinrichtung
unter Strom. Die mit dem Kontakthebel 37 zusammenarbeitende, die Bewegungen in Richtung
der Fräserachse steuernde Schalteinrichtung kann ausgeschaltet werden, sie kann
aber auch als Sicherheitseinrichtung gegen Schäden durch axiales Anfahren benutzt
werden.
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Beim Zeilenfräsen werden die von den Kontakthebeln 19 und 37 betätigten
Kontakte parallel geschaltet. Das heißt, die sonst die Umrißbewegungen steuernden
Kontakte 23, 24, 25, 30 werden von den bisher von ihnen beeinflußten Schaltmitteln
getrennt und mit den entsprechenden Kontakten der vom Kontakthebel 37 beeinflußten
Einrichtung verbunden. Dabei ist Vorsorge getroffen, daß stets das durch den am
weitesten aasgelenkten Kontakthebel gegebene Kommando gilt.