DE1477307C

DE1477307C - Drive device for several tool slides on a numerically controlled machine tool

Info

Publication number: DE1477307C
Authority: DE
Inventors: Hansjörg Dr.-Ing. Schaffhausen Renker (Schweiz)
Original assignee: Georg Fischer AG
Current assignee: Georg Fischer AG
Publication date: 1972-02-03

Description

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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für üblicher Bauart bezeichnet; 8 ist ein Werkstück, das mehrere über je eine Verstellspindel od. dgl. beweg- durch den Drehstahl 9 bzw. den Bohrer 10 bearbeitet bare Werkzeugschlitten an einer numerisch gesteuer- werden kann. Für den Querschlitten 4 ist ein Lageten Werkzeugmaschine, in deren Lageregelkreisen regelkreis vorgesehen, der aus Antriebsmotor bzw. die Antriebsmotoren der Verstellspindeln die Stell- 5 Stellglied 11, Istwertgeber 12 und Soll-Ist-Vergleicher glieder bilden, die von den Ausgangssignalen von 13 besteht. Dieser Regelkreis dient der Querverstel-Soll-Ist-Vergleichern beeinflußbar sind, wobei ein lung des Querschlittens 4 mit dem Drehstahl 9. Ein Vergleicher mindestens zwei Verstellspindeln züge- weiterer Lageregelkreis ist gemeinsam für den Längsordnet ist. Schlitten 3 und den Längsschlitten 5 vorgesehen. Die-The invention relates to a drive device of the usual type; 8 is a workpiece that a plurality of moving parts, each via an adjusting spindle or the like, are machined by the turning tool 9 or the drill 10 bare tool slide can be numerically controlled on one. For the cross slide 4 is a layered Machine tool in whose position control loops a control loop is provided that consists of a drive motor or the drive motors of the adjusting spindles, the actuating element 11, the actual value transmitter 12 and the target / actual comparator form members consisting of the output signals of FIG. This control loop is used for the cross-adjustment target-actual comparators can be influenced, a development of the cross slide 4 with the turning tool 9. A comparator at least two adjusting spindles pulling another position control loop is common for the longitudinal arrangement is. Slide 3 and the longitudinal slide 5 are provided. The-

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art io ser zweite Regelkreis umfaßt einen Soll-Ist-Verglei-(deutsche Auslegeschrift 1 156 152) ist in den Lage- eher 14, einen Antriebsmotor 15 und einen Istwertregelkreisen ein Soll-Ist-Vergleicher für mehrere geber 16, der mit dem Antriebsmotor 15 direkt ver-Verstellspindeln gemeinsam vorgesehen, während bunden ist. Über ein Zwischengetriebe 17 mit den jede Verstellspindel einen eigenen Stellmotor elektrisch schaltbaren Kupplungen33,34 (Fig. 2) hat und der Vergleicher abwechselnd in ver- 15 können die beiden Verstellspindeln 19,20 wahlweise schiedene Regelkreise eingeschaltet wird. Dem- abwechselnd mit dem Antriebsmotor 15 — oder mit nach muß jede Verstellspindel mit einem eigenen einem Rückstellmotor 18 — verbunden werden.
Antriebsmotor sowie mit einem Istwertgeber ausge- Die beiden Regelkreise erhalten ihre Sollwerte rüstet sein, obwohl wegen des gemeinsamen Soll-Ist- vom Steuergerät 21, welches vom Interpolator 22 ge-Vergleichers nicht mehrere Werkzeugschlitten gleich- 20 speist wird. Dieser erhält die Weginformation vom zeitig verstellt werden können. Decoder 23, welcher gleichzeitig auch die Schalt-In a known arrangement of this type, the second control loop comprises a set-actual comparison (German Auslegeschrift 1 156 152) is in the position rather 14, a drive motor 15 and an actual value control loops, a set-actual comparator for several encoders 16, which is provided together with the drive motor 15 directly ver-adjusting spindles, while is bound. Via an intermediate gear 17 with which each adjusting spindle has its own servomotor electrically switchable clutches 33, 34 (FIG. 2) and the comparator alternately in different 15, the two adjusting spindles 19, 20 can optionally be switched on different control loops. Accordingly, alternately with the drive motor 15 - or with each adjusting spindle with its own return motor 18 - must be connected.
The two control loops receive their setpoints, although because of the common setpoint / actual value from the control unit 21, which is not fed to several tool slides from the interpolator 22 comparator. This receives the route information that can be adjusted in time. Decoder 23, which at the same time also controls

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe informationen über die Leitungen 24 und 25 an dasThe invention is on the other hand, the task of information on the lines 24 and 25 to the

zugrunde, bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs Zwischengetriebe 17 und die übrigen Schaltorganebased, in the case of a drive device, the initially intermediate gear 17 and the other switching elements

erwähnten Ausführung den Aufwand an relativ teu- der Drehmaschine abgibt. Der Lochstreifen 26 liefertThe above-mentioned design means the expense of a relatively expensive lathe. The punched tape 26 delivers

ren Stellmotoren und Istwertgebern auf das notwen- 25 in üblicher Weise sowohl Schaltsignale als auch Lage-ren servomotors and actual value encoders to the necessary 25 in the usual way both switching signals and position

digste Maß herabzusetzen. signale an den Decoder 23. Zum Bestimmen der Aus-to lower the lowest level. signals to the decoder 23. To determine the output

Die Erfindung besteht darin, daß ein Zwischen- gangslage des Längsschlittens 3 (Nullpunkt der numegetriebe mit zwei von Signalen der numerischen rischen Steuerung) ist ein Grenztaster 27 vorgesehen. Steuerung elektrisch schaltbaren Kupplungen vor- In analoger Weise wird die Ausgangslage des Längsgesehen ist, durch die zwei Verstellspindeln wahl- 30 Schlittens 5 durch einen Grenztaster 28 festgelegt,
weise abwechselnd mit einem Antriebsmotor ver- Das. Zwischengetriebe 17 ist in F i■ g. 2 in verbindbar sind, welcher mit einem Istwertgeber direkt größertem Maßstab im Schnitt dargestellt. In F i g. 2 verbunden und zusammen mit diesem Teil eines sind der Motor 15 sowie der Istwertgeber 16 erkenndauernd geschlossenen Lageregelkreises ist. bar. Auf der gegenüberliegenden Seite ist der Rück-The invention consists in that a limit switch 27 is provided in an intermediate position of the longitudinal slide 3 (zero point of the number gear with two signals from the numerical control). Control of electrically switchable clutches in front of- In an analogous way, the starting position of the longitudinal is set by the two adjusting spindles selection- 30 slide 5 by a limit switch 28,
alternately with a drive motor. Intermediate gear 17 is shown in FIG. 2 can be connected in, which is shown in section with an actual value transmitter on a larger scale. In Fig. 2 and together with this part of the motor 15 and the actual value transmitter 16 are permanently closed position control loop. bar. On the opposite side is the back

Durch gemeinsame Verwendung möglichst vieler 35 Stellmotor 18 sichtbar, gleichfalls die Spindeln 19 und Organe der numerischen Steuerung für zwei Verstell- 20. Im Innern des Zwischengetriebes 17 ist das Anspindeln bzw. Werkzeugschlitten, die nur abwech- triebszahnrad 31 des Motors 15 sowie das Antriebsselnd nacheinander verstellt werden müssen, kann zahnrad 32 des Rückstellmotors 18 erkennbar. Das auf diese Weise eine beträchtliche Vereinfachung und Antriebszahnrad 31 wirkt auf die Kupplungshälften Einsparung erzielt werden. Insbesondere bei Werk- 40 33 und 34. Die Kupplungshälfte 33 ist auf der Spinzeugmaschinen mit einer Vielzahl von Regelkreisen del 20 frei drehbar gelagert, ebenso die Kupplungsist es nach der Erfindung möglich, Regelkreise grup- hälfte 34 auf der Spindel 19. Das Antriebszahnrad 32 penweise zusammenzufassen. wirkt auf die Kupplungshälften 35 und 36. Die Kupp-Visible through the joint use of as many servomotors 18 as possible, likewise the spindles 19 and Organs of the numerical control for two adjustment 20. Inside the intermediate gear 17 is the spindle or tool slide, the only alternating drive gear 31 of the motor 15 and the drive saddle must be adjusted one after the other, gear 32 of the restoring motor 18 can be seen. The in this way a considerable simplification and drive gear 31 acts on the coupling halves Savings can be achieved. In particular with Werk- 40, 33 and 34. The coupling half 33 is on the spin machine tool freely rotatably mounted with a multiplicity of control loops del 20, as well as the coupling, it is possible according to the invention to place control loops group half 34 on the spindle 19. The drive gear wheel 32 to summarize pen by pen. acts on the coupling halves 35 and 36. The coupling

Nach einem weiteren Merkmal im Rahmen der lungshälfte 35 ist auf der Spindel 20 frei drehbar Erfindung ist vorgesehen, daß das Zwischengetriebe 45 gelagert, und ferner ist die Kupplungshälfte 36 auf zwei weitere elektrisch schaltbare Kupplungen ent- der Spindel 19 drehbar gelagert. Das Kupplungsglied hält, über welche die beiden Verstellspindeln bei 37 ist zwischen den Kupplungshälften 34 und 36 axial unterbrochener Antriebsverbindung zum Antriebs- verschiebbar angeordnet, es ist mit der Spindel 19 motor wahlweise abwechselnd mit einem von der durch einen Keil 38 kraftschlüssig verbunden. Ananumerischen Steuerung unabhängigen Rückstell- 50 log dazu ist das Kupplungsglied 39 axial verschiebmotor verbindbar sind, durch den die Werkzeug- bar auf der Spindel 20 angeordnet, mit der es durch schütten in eine beispielsweise durch elektrische einen Keil 40 in Drehverbindung steht.
Grenztaster festgelegte Ausgangslage zurückführbar Die Wirkungsweise der in F i g. 1 und 2 dargestellsind, ten Antriebsvorrichtung ist folgende:According to a further feature in the context of the half 35 is freely rotatable on the spindle 20, the invention provides that the intermediate gear 45 is mounted, and the coupling half 36 is rotatably mounted on two further electrically switchable couplings on the spindle 19. The coupling member holds, via which the two adjusting spindles at 37 is arranged between the coupling halves 34 and 36 axially interrupted drive connection to the drive, it is connected to the spindle 19 motor alternately with one of the by a wedge 38 frictionally connected. Ananumeric control, independent resetting mechanism, can be connected to the coupling element 39, by means of which the tool bar is arranged on the spindle 20, with which it is in rotary connection by pouring into a wedge 40, for example by electrical means.
Limit switch defined starting position traceable The mode of operation of the in F i g. 1 and 2 are shown, the drive device is the following:

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs- 55 Soll ein Werkstück 8 mit dem Drehstahl 9 nachThe invention is based on an exemplary embodiment of a workpiece 8 with the turning tool 9

beispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung nä- numerischen Lagesignalen, herkommend aus demexample in connection with the drawing numerical position signals, coming from the

her erläutert. Es zeigt Regelkreis 14,15,16 (sowie gegebenenfalls dem Re-explained here. It shows the control loop 14, 15, 16 (and, if applicable, the

Fig. 1 eine Drehmaschine mit zwei Längsschlitten gelkreis 11,12,13) bearbeitet werden, so ist die Kupp- und einem Querschlitten in Verbindung mit der als lungshälfte 34 mit dem Kupplungsglied 37 verbunden. Blockschaltbild dargestellten numerischen Steuerung 60 Es besteht also Kraftschluß zwischen dem Antriebsund ^ motor 15 und der Verstellspindel 19. Zu gleicher ZeitFig. 1 a lathe with two longitudinal slides gelkreis 11,12,13) are processed, so the coupling and a cross slide connected to the coupling member 37 as the treatment half 34. Block diagram shown numerical control 60. There is therefore a frictional connection between the drive and ^ motor 15 and the adjusting spindle 19. At the same time

F i g. 2 einen Schnitt durch das Zwischengetriebe. sind die Kupplungshälften 33 und 35 vom Kuppln F i g. 1 sind die Hauptteile einer Drehmaschine lungsglied 39 getrennt. Der Längsschlitten 5 befindet sichtbar, d. h. ein Spindelstock 1, der auf einem sich in der Ausgangslage. Hat der Drehstahl 9 seine Maschinenbett 2 befestigt ist, ein Längsschlitten 3 65 Arbeit beendet, so wird er mittels des Motors 11 und ein darauf angeordneter Querschlitten 4 sowie rückgestellt. Gleichzeitig wird das Kupplungsglied 37 ein zweiter Längsschlitten 5 und eine darauf be- von der Kupplungshälfte 34 gelöst und gegen die festigte Bohreinheit 6. Mit 7 ist ein Mitnehmer Kupplungshälfte 36 gezogen. Dadurch besteht kraft-F i g. 2 shows a section through the intermediate gear. the coupling halves 33 and 35 are from the coupling F i g. 1, the main parts of a lathe processing member 39 are separated. The longitudinal slide 5 is located visible, d. H. a headstock 1, which is on one in the starting position. Has the turning tool 9 its Machine bed 2 is attached, a longitudinal slide 3 65 work is finished, so it is by means of the motor 11 and a cross slide 4 arranged thereon and reset. At the same time, the coupling member 37 a second longitudinal slide 5 and one thereupon released from the coupling half 34 and against the solid drilling unit 6. With 7 a driver coupling half 36 is pulled. As a result, there is

schlüssige Verbindung zwischen der Verstellspindel 19 und dem Rückstellmotor 18, welcher den Längsschlitten 3 so lange zurückzieht, bis der Grenztaster 27 das Erreichen der Ausgangslage anzeigt. Durch den Grenztaster 27 wird das Kupplungsglied 37 von der Kupplungshälfte 36 gelöst und in die zentrale Mittelstellung geschoben. Kurz nachdem sich der Drehstahl 9 vom Werkstück 8 getrennt hat, wird das Kupplungsglied 39 zur Kupplungshälfte 33 verschoben. Der Motor 15 kann über das Antriebszahnrad 31 und die Kupplungshälfte 33 die Verstellspindel 20 so antreiben, daß der Längsschlitten 5 entsprechend den numerischen Signalen seine Arbeitsoperation ausführt. Im vorliegenden Fall besteht diese Arbeitsoperation aus einem Bohrvorgang mittels Bohrer 10 in vorbestimmte Tiefe. Der Rückzug des Bohrers 10 sowie die Rückstellung des Längsschlittens 5 bis in die Ausgangslage am Grenztaster 28 erfolgen in analoger Weise. Durch die Anordnung von zwei Kupplungen an jeder Verstellspindel, wobei jeweils die eine Kupplung zwischen der Spindel und dem Stellglied des Regelkreises und die zweite Kupplung zwischen der Spindel und dem vom Regelkreis unabhängigen Rückstellmotor eingebaut ist, kann die gemeinsame Verwendung eines einzigen Regelkreises für zwei Verstellspindeln durch einfachste mechanische Mittel erreicht werden.coherent connection between the adjusting spindle 19 and the restoring motor 18, which the longitudinal slide 3 pulls back until the limit switch 27 indicates that the starting position has been reached. Through the limit switch 27, the coupling member 37 is released from the coupling half 36 and into the central Middle position pushed. Shortly after the turning tool 9 has separated from the workpiece 8, this will be Coupling member 39 shifted to coupling half 33. The motor 15 can be driven via the drive gear 31 and the coupling half 33 drive the adjusting spindle 20 so that the longitudinal slide 5 according to the numerical signals performs its work operation. In the present case, this work operation exists from a drilling process by means of drill 10 in a predetermined depth. The withdrawal of the drill 10 and the resetting of the longitudinal slide 5 to the starting position at the limit switch 28 take place in an analogous manner Wise. By arranging two couplings on each adjusting spindle, each of which a clutch between the spindle and the actuator of the control loop and the second clutch between the spindle and the return motor, which is independent of the control circuit, can be the common Use of a single control loop for two adjustment spindles by means of the simplest mechanical Means to be achieved.

Durch Verwendung von Zahnkupplungen ist es möglich, das Spiel in der Übertragung vom Antriebsmotor auf die Verstellspindel auf ein Minimum zu vermindern. Zur Erhöhung der Genauigkeit beim Anhalten der Bewegungseinheiten (im beschriebenen Beispiel als Längsschlitten bezeichnet) im Nullpunkt der numerischen Steuerung können außer den auf die Kupplungen einwirkenden elektrischen Grenztastern auch einstellbare Festanschläge angeordnet werden.By using tooth clutches, it is possible to reduce the play in the transmission from the drive motor on the adjustment spindle to a minimum. To increase the accuracy of the Stopping the movement units (referred to as longitudinal slide in the example described) at the zero point the numerical control can, in addition to the electrical limit switches acting on the clutches adjustable fixed stops can also be arranged.

Claims

Patent claims:

1. Drive device for several tool slides that can each be moved via an adjusting spindle or the like on a numerically controlled machine tool, in whose position control loops the drive motors of the adjusting spindles are the actuators form, which can be influenced by the output signals of target-actual comparators, with a Comparator is assigned to at least two adjusting spindles, characterized in that that an intermediate gear (17) with two of signals of the numerical control electrical switchable clutches (33, 34) are provided, by means of the two adjusting spindles (19, 20) optionally are alternately connectable to a drive motor (15) which is connected to an actual value transmitter

(16) directly connected and together with this part of a permanently closed position control loop is.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the intermediate gear

(17) contains two further electrically switchable clutches (35, 36) via which the two adjusting spindles (19, 20) optionally when the drive connection to the drive motor (15) is interrupted alternating with a return motor independent of the numerical control

(18) can be connected, by means of which the tool slides (3, 5) can be converted into, for example, an electrical Limit switch (27,28) defined starting position can be returned.

1 sheet of drawings