DE1477178A1

DE1477178A1 - Programmgesteuerte Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE1477178A1
Application number: DE19651477178
Authority: DE
Inventors: Jacques Barragan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-04-20
Filing date: 1965-04-20
Publication date: 1969-03-20
Also published as: FR1401313A; US3354760A; DE1477178B2; ES311989A1; GB1092327A

Description

Programmgesteuerte Werkzeugmaschine Werkzeugmaschinen, z.B. halbautomatische oder vollautomatische Drehbänke, mit auswechselbaren N"@lerkzeugträgern sind bekannt. Diese Werkzeugträger umfassen Vorrichtungen zum Befestigen eines Werkzeugs. oder mehrerer Werkzeuge, welche während des Vorschubs des Maschinenschlittens dasselbe Werkstück gleichzeitig oder nacheinander bearbeiten können. Weiter können bestimmte Vlerkzeugmaschinen wie z.B. die Automatendrehbänke auch mehrere nacheinander eingesetzte Werkzeugträger umfassen.
In programmgesteuerten Maschinen dieser Hauart wird der Arbeitsablauf mit von den Verkzeugträgern unabhängigen Einrichtungen durchgeführt, z.B. mittels einstellbarer Anschlagbolzen über die Position des Maschinenschlittens oder über eine zusätzlich vorgesehene Trommel, welche den Arbeitszyklus dieser I,Iaschine w:kderbibt, wobei diese Anschläge z.B. auf Unterbrecherschalter arbeiten, um den Arbeitsablauf der Maschine festzulegen.
Dieses Verfahren hat jedoch Nachteile, deren wesentlichster ist, daß alle auf diese ';leise auf die Werkzeugmaschine wirkenden Steuervorgänge von den Arbeitswerkzeugen unabhängig sind.
Außerdem ist es für die Steuerung notwendig, z. B.
bei einer Drehbank eine Vielzahl von unabhängigen Elementen anzuwenden, da diese einen :-juerschlitten besitzt. Dazu umfaßt die Steuerung nur ein einziges Bearbeitungsprogramm und muß für ein anderes Programm wieder vollständig abgebaut werden; außerdem is-t/wenn das Programm einmal eingestellt ist, eine einwandfreie Synchronisation mit der Position des @1erkzeugträgers notwendig.
Endlich erfordert jeder Wechsel des Werkzeugträgers zwangsläufig eine Modifizierung des Programms durch eine neue Einstellung der Werkzeugmaschine.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß sie das Arbeitsprogramm der Werkzeugmaschine an den arbeitenden Werkzeugträger während des Ablaufs des Programms bindet.
Gemäß der Erfindung besitzt jeder der Werkzeugträger einer Werkzeugmaschine einen fest mit ihm verbundenen Anschlagbolzenträger, welcher mit Anschlagbolzen entsprechend der Zahl der Werkzeuge des zugeordneten 'v@erkzeugträgers ausgerüstet ist, wobei Diesel Anschlagbolzen durch die Positionsänderung des Werkzeugträgers mit einer mit Speicherelementen ausgestatteten Schalttafel zum Einspeisen von Informationen in eine ausgewählte Anzahl von Speicherelementen der Schalttafel zusammenarbeiten,,welehe das Programm der Yierkzeugmaschine bestimmen.
In einer einfachen und vorteilhalften Ausführungsform der Erfindung bestehen die Speicherelemente aus einfachen druckknopfbetätigten Kippschaltern, welche durch aufeinander folgende Betätigung ihres Druckknopfes abwechselnd geöffnet oder geschlossen werden.
Ein erster Schaltdruck der Anschlagbolzen des Werkzeugträgers auf diese Druckknopfschalter schreibt so in die Speicher-Schalttafel die notwendigen Informationen ein, während der zweite Schaltdruck diese Eintragungen löscht.
Der mit einem Ylerkzeugtriger verbundene AnschlagbolzentrUger besitzt ebenfalls vorzugsweise die Form einer Tafel, die zellenartig entsprechend der Anordnung der Speicherelemente an der Tafel mit Bohrungen versehen ist, in welchen ein Anschlagbolzen angebracht werden kann.
Die am Werkzeugträger vorgesehenen Anschlagbolzen weisen vorzugsweise nach rückwärts, so daß sie auf die Speieher -Schalttafel durch eine Rücklaufbewegung des Schlittens einwirken. Die Speicher-Schalttafel kann somit auf der Werkzeugmaschine eine ortsfeste Stellung einnehmen und eine Art Anschlag bilden, der den Ausgangspunkt für den Vorlauf des Schlittens bestimmt; auf diese Weise kann man die gewünschte Übereinstimmung zwischen der Position der Werkzeuge und dem eingestellten Programm erzielen.
Durch eine kurze Verschiebung des Schlittens in umgekehrter Bewegungsrichtung zur Arbeitsrichtung gibt der Werkzeugträger in die Speichertafel die notwendigen Informationen für den* Arbeitshub ein, den er daraufhin sofort beginnt, um diese Informationen sodann bei der Rückbewegung durch einen erneuten Schaltdruck seiner Anschlagbolzen auf die oben erwähnte Speichertafel zu-löschen.
Indessen ist eine bestimmte Anzahl von Schaltelementen des Bearbeitungsprogramms notwendigerweise an die genaue Position des Schlittens gebunden, dessen Bett den Werkzeugträger trägt.
Diese genaue Position des Schlittens kann nur durch eine Messung des Schlittenweges in Bezug auf einen Postpunkt des Werkzeugmaschinenbettes bestimmt werden.
Gemäß der Erfindung wird in diesem Fall die Information über die relative Position des Schlittens, bei welcher eine Einwirkung auf die Werkzeugmaschine notwendig wird, gleichzeitig durch Zusammenarbeit von Anschlagbolzen und Speicher-Sohalttafel eingegeben und während der Positions- änderung des Schlittens durch einen Ableser laufend Informationen über die jeweilige Position des Schlittens geliefert, wobei beide Informationen auf einen Koinzidenzspeicher geschaltet werden, dessen Ausgang einem Organ der Werkzeugmaschine ein Kommando erteilt. , Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert.
hig. 1 zeigt eine Seitenteilansicht einer Werkzeugmaachine mit Programmeteueruag gemäß der Erfindung.
hig. 2 stellt eine perspektivische Ansicht den Maaohinenechlitterns dar.
fig. 3 zeigt im Schnitt ein vergrößertes Teilstück der Anordnung nach den Fig. l und 2, und die Fig. 4 und 5 stellen zwei Ausführung®formen dar, die auf der Übereinstimmung (Korrespondenz) zwischen deal Bohlittenpeg der Warkzeugmaechne und einem vom Schlittenvornohub gesteuertem Programm basieren. Die in den Fig. 1 und 2 .dargestellte Werkzeugmaschine z.B. ist eine Automatendrehbank mit einem Bett 1, auf welchem der Schlitten 2 mit Hilfe nicht dargestellter Einrichtungen verschieblich angeordnet ist. Am Schlitten 2 ist ein Werkzeugträger 3 angeordnet, an dem mittels geeigneter Befestigungsvorrichtungen 4 und 5 Werkzeuge 6 oder T, darunter ggf, auch eine Bohrspindel 8,befestigt sind.
Am Werkzeugträger 3 ist seitlich eine Platte 9 angebracht, in welcher in rechtwinklig zur Drehspindel verlaufender netzartiger Anordnung Bohrungen 10 angebracht sind. In eine bestimmte Anzahl dieser Bohrungen sind Anschlagbolzen 11 eingeschraubt, die auf der Oberfläche der Plißte 9 an zweckmäßig ausgewählten Punkten der Platte eine bestimmte Anzahl von Erhöhungen bilden.
Gegenüber der Platte 9 weist das Maschinenbett,. ein Gehäuse 12 auf, dessen Oberfläche 12a in erhabener Ausführungsform eine Tafel mit Druckknöpfen 13 umfaflt, von denen jeder Druckknopf einer der Bohrungen 10 der Platte 9 zugeordnet ist. Jeder Druckknopf betätigt einen epsehalter 15.
Der normale Arbeitsvorschub des Schlittens ist durch den Pfeil F angedeutet. Wenn der Schlitten in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 71) bewegt wird und die Platte 9 sich dem Gehäuse 12 nähert, kommen die Anschlagbolzen 11 dieser Platte mit den entspreohenden Druckknöpfen 13 in Kontakt und führen eine neue Stellung der diesen Druckknöpfen zugeordneten Schalter 14 herbei. Wenn die Schalter geöffnet waren, werden sie nun durch diesen Kontakt geschlossen und speichern eine der Anordnung der Anschlagbolzen 11 an der Platte 9 entsprechende Information»». Diese Informationen bilden dann das Programm für den weiteren Arbeitsablauf der Werkzeugmaschine.
Die verschiedenen Elemente für den Arbeitsablauf, wie der Schlittenweg, die Schnittgeschwindigkeit, ggf. auch die Querbewegung des Schlittens usw., können nun in Aktion treten, wenn sich der Schlitten anschließend in Arbeitsrichtung bewegt. Überdies beginnt die Verschiebung des Schlittens in dieser Richtung an der Kontakttafel und kann durch einen Weg-Endkontakt an dieser Tafel eingeleitet werden.
Es .kann jedoch notwendig sein, daß die gespeicherten Informationen in der Druckknopftafel 13 nur an bestimmten Punkten des Schlittenwegs 2 wirksam werden. Die Fig. 4 und 5 stellen zwei hierfür geeignete Einrichtungen dar. Außerdem zeigen diese Figuren einen Reitstock 15 und ein Futter 16 mit dem zu bearbeitenden Werkstück 17.
Angenommen,der Schlitten 2 sei durch die Drehspindel 18 in Bewegung gebracht worden. Über die Zwischenkonsole 19 mit der mit der Spindel 18 zusammenarbeitenden Mutter ist am Schlitten eine Platte 20 mit nacheinander parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens angeordneten Bändern 20a, 20b festfängebracht, die abwechselnd elektrisch leitende Abschnitte 21 und isolierende Abschnitt 22 gleicher Dänge aufweisen. wie aus der Abbildung ersichtlich, ist auf jedem der parallelen Bänder, ausgehend vom obersten Band, die Zahl der Abschnitte gegenüber dem vorhergehenden Band verdoppelt. Bekanntlich kann man auf diese Weise mittels eines binären Codes die Position des Schlittens durch eine Aufeinanderfolge der mit den übereinander liegenden Bändern in Kontakt stehenden Abtastern 24 bestimmen.
Sobald nach dem Binärcode vermittels der Anschlagbolzen 11 über die Platte 9 eine Information über die relative Position des Schlittens eingeschrieben ist, überträgt der Anschlag der Platte 9 an die Druckknopftafel 13 diese Information in eine bestimmte Zahl permanenter elektrischer Spannungen im Inneren des Gehäuses 12. Durch den Kabel strang 25 werden diese Spannungen auf einen Koinzidenzepeicher 26 geschaltet, z.B. auf eine Folge in Kaskaden ansteigender UND-Gatter (portes ET).
Sobald die von den Fühlern 24 abgenommenen Signale, die über den Kabeletrang 27 im Koinzidenzapeicher 26 ankommen, dieselbe Information enthalten, welche durch die Anechlagbolzen 11 abgegeben wurden, liefert der Koinzidensapeicher 26 über die Zeitung 28 ein Signal, welohee'ale Kommando an ein beliebiges Organ der Werkzeugmasohine verwendet werden kann. Auf diese Weise können alle Informationen einschließlich derjenigen, welche die Position des Schlittens angeben, in der Speichertafel des Gehäuses 12 gespeichert werden.
Bei. einer anderen in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform setzt die Drehspindel 18, die den Schlitten antreibt, eine Folge von hintereinander geschalteten Untersetzungsgetrieben 29-30, 31-32, 33-34 in Bewegung, auf deren Getriebwellen 35, 36, 37 Scheiben 38..39, 40 aufgesetzt sind, welche durch die Fühler 41, 42 und 43 abgedtastet werden. Bei dieser Ausführung kann die Position des Schlittens in metrischen Maßeinheiten bestimmt werden, wobei jeder der verschiedenen Scheiben eine Dezimalreihe dieser Maßeinheiten zugeordnet ist.
Wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel erteilt der Koinzidermpeicher 26 über die Zeitung 29 der Maschine ein Kommando, wenn zwischen der in das Gehäuse 12 eingegebenen und der durch die Fühler 21-43 abgenommenen Information Koinzidenz besteht.
Um die Position des Schlittens längs seines Bettee zu bestimmen, könnte man auch bekannte,fotoelektrisohe Ableser mit einer graduellen Skala anwenden, die mit Impulsen arbei- ten und die Ableeungeergebnieee im elektroniaoben- Zähberw. ;, ,. fahren in Zehnergruppen speichern. Der Gehalt dieser Dekaden könnte dann den Koinzidenzspeiehern 26 zum Vergleich mit der eingespeicherten Information zugeleitet werden.

Claims

P A T E N T ANS P R Ü C H E 1. Programmgesieaerte Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugträgereinrichtung, insbesondere eine Automatendrehbank, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an jedem Werkzeugträger (3) ein Anschlagbolzenträ,ger (9) mit Anschlagbolzen (11) entsprechend der Zahl der Werkzeuge (6,7,8) des zugeordneten Werkzeugträgers starr befestigt ist und die Anschlagbolzen durch Positionsänderung des Werkzeugträgers mit einer mit Speicherelementen ausgestatteten Speichertafel (12) zum Einspeisen von Informationen in eine ausgewählte Anzahl von Speicherelementen dieser Schalttafel zusammenarbeiten, die das Programm der Werkzeugmaschine bestimmen.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i e h n e t , daß die Speicherelemente druckknopfbetätigte Kippschalter (13,14) sind, die durch aufeinander folgende Betätigung abwechselnd geöffnet oder geschlossen werden.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daB die Anschlagbolzen (11) in entgegengesetzter Bewegungsrichtung wie die Werkzeuge (6,7,8) orientiert sind, die Speichertafel (12) ortsfest angeordnet ist und durch eine Positionsänderung des Werkzeugträgers (3) in entgegengesetzter Richtung zu seiner Arbeitsrichtung mit den Anschlagbolzen in Kontakt kommt.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Anschlagbolzenträger (9) die Form einer Tafel aufweist, die zellenartig entsprechend der Anordnung der Speicherelemente (13,14) an der Speichertafel (12) mit Bohrungen (10) versehen ist9, in welchen ein Anschlagbolzen (11) befestigt werden kann.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß eine Information über die Position des Schlittens (2) durch Zusammenarbeit der Anschlagbolzen (11) und der Speichertafel (12) eingegeben wird, und ein Ableser (24; 41-43) während der Positionsänderung des Schlittens laufend eine Information über die jeweilige Position des Schlittens liefert, und beide Informationen einem Koinzidenzspeicher (26) zugeleitet werden, welcher einem Organ der Werkzeugmaschine ein Kommando erteilt. 6, Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Position des Schlittens nach einem Binärcode bestimmt wird und der Koinzidenzspeicher aus einer Folge von UND-Gattern (portes ET) - gebildet ist.