DE1588879B1

DE1588879B1 - Steuerungsvorrichtung fuer die vorschubbewegung von werkzeug oder werkstueck an spanabhebenden werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1588879B1
Application number: DE19671588879
Authority: DE
Inventors: Suzuki Kenzi; Kano Kimio; Kasakabe Takeshi
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1966-08-11
Filing date: 1967-08-09
Publication date: 1971-11-25
Also published as: GB1197076A; FR1562799A; US3550327A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für die Vorschubbewegung von Werkzeug oder Werkstück an spanabhebenden Werkzeugmaschinen mit einer elektrischen Einrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Eilganggeschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit beim Aufeinandertreffen von Werkzeug und Werkstück und mit einer elektrischen Überwachungseinrichtung gegen Überlastung, durch die in Abhängigkeit von der Belastung des Hauptmotors die Vorschubgeschwindigkeit herabsetzbar ist.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Steuerungsvorrichtungen an Werkzeugmaschinen Bezug, wie er der USA.-Patentschrift .3 220 315 entnommen werden kann. Eine ähnliche Steuerungsvorrichtung ist in der deutschen Patentschrift 1114 239 beschrieben.

Bei einer anderen bekannten Steuerungsvorrichtung (USA.-Patentschrift 3 143 041) wird zum Umschalten von Eilganggeschwindigkeit auf Vorschubgeschwindigkeit eine Ausgangsspannung nach Verarbeitung und Verstärkung in einer Steuerschaltung herangezogen, die an einen piezoelektrischen Kristall erzeugt wird, der beim Berühren von Werkzeug und Werkstück entstehende Schwingungen erfaßt.

Bei allen diesen Steuerungsvorrichtungen ist nachteilig, daß es nicht möglich ist, die Umschalt- bzw. Überwachungsvorrichtung bei ausgeschalteter Vorschubbewegung auf ihre ordnungsgemäße Wirkung hin zu überprüfen, so daß nach Einleiten der Vor-Schubbewegung Überlastungen im Antrieb und damit verbundene weitere Schäden eintreten können.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, bei der nach jedem Einschaltbefehl für die Vorschubbewegung die Überwachungseinrichtung zunächst selbsttätig überprüft wird und nur bei einwandfreier Funktion der gesamten Überwachungseinrichtung die Vorschubbewegung freigegeben wird.

Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß dadurch gelöst, daß die Überwachungseinrichtung eine bistabile Kippstufe aufweist, deren Eingang ein dem Strom des Hauptmotors proportionales Gleichspannungssignal zuführbar ist und an deren Ausgang ein Relais mit zwei Schließern angeschlossen ist, von denen ein Schließer bei Überlastung des Hauptmotors den Vorschubantrieb auf schnellen Rücklauf schaltet, daß eine Gleichspannungsquelle vorgesehen ist, deren Ausgangsspannung jeweils nach dem Betätigen des Einschalt-Drucktasters für die Vorschubbewegung auf den Eingang der Kippstufe schaltbar und somit zu dem vorhandenen, momentan dem Leerlaufstrom des Hauptmotors entsprechenden Gleichspannungssignal addierbar ist, und daß durch die gebildete Summenspannung die Kippstufe umschaltbar ist, wodurch über das nachgeschaltete Relais und dessen zweiten Schließer ein die Vorschubbewegung einleitendes und die Gleichspannungsquelle vom Eingang der Kippstufe trennendes Relais einschaltbar ist.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausführung wird die Überwachungseinrichtung jeweils selbsttätig überprüft, wenn ein Einschaltbefehl für die Vorschubbewegung gegeben ist. Nur wenn die gesamte Überwachungseinrichtung einwandfrei arbeitet, wird die Vorschubbewegung eingeleitet. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Sicherheit der Werkzeugmaschine einschließlich ihrer Antriebe gegen Schäden infolge Überlastung erhöht, wobei der zusätzliche Steuerungsaufwand verhältnismäßig gering ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild der Steuerungsvorrichtung und der selbsttätig überprüfbaren Überwachungseinrichtung,

F i g. 2 schematisch eine Schleifmaschine mit Schaltbild der Steuerungsvorrichtung,

F i g. 3 schematisch die Schleifmaschine nach F i g. 2 mit Schaltbild der Überwachungseinrichtung.

Wie in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt, weist die Schleifmaschine ein Bett 2 und einen darauf längsverschiebbaren Werkzeugschlitten 3 mit Schleifscheibe 4 und Hauptmotor 5 auf. Auf dem Bett 2 ist ferner ein Tisch mit einem Reitstock 6, der ein Werkstück 7 hält, quer verschiebbar angeordnet.

Die Schleifmaschine ist mit einer Steuerungsvorrichtung 1 für die Vorschubbewegung des Werkzeugschlittens 3 ausgerüstet. Die Steuerungsvorrichtung weist einen Halbleiter-Meßwandler 8 auf, der Schwingungen der Maschine, die beim Aufeinandertreffen Λ von Schleifscheibe und Werkstück entstehen, in eine ™ elektrische Ausgangsspannung umwandelt. Der Meßwandler 8 kann ein piezoelektrischer Kristall (z. B. Barium-Titanat) oder ein Halbleiter-Dehnungsmesser sein. Der Meßwandler 8 kann überall dort angeordnet sein, wo die Schwingungen empfangen werden können, beispielsweise am Reitstock 6, in der Mitte oder an der Befestigung des Werkstückhalters, am Werkzeugschlitten 3 oder an dem Schleifscheibenhalter.

Dem Meßwandler 8 folgen ein Filter 9 und ein Verstärker 10. Dem Verstärker 10 ist eine Kippschaltung 11 nachgeschaltet, durch deren Ausgangssignal ein Relais 12 betätigbar ist. Dieses Relais 12 dient zum Umschalten der Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugschlitten 3 von Eilganggeschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit.

Der Verstärker 10, die Kippschaltung 11 und das Relais 12 sind an eine Gleichspannungsquelle 15 angeschlossen, wobei zwischen der Kippschaltung 11 und der Gleichspannungsquelle 15 ein Kontakt 14 eines Zeitrelais 13 liegt. Wenn der Kontakt 14 offen ( ist, arbeiten die Kippschaltung 11 und das Relais 12 nicht.

Das Zeitrelais 13, das mit der Gleichspannungsquelle 15 über einen Schließer Cr₁ verbunden ist, hat die Aufgabe, die Steuerungsvorrichtung vor einem irrtümlichen Verhalten zu schützen, das von anomalen Schwingungen, z. B. durch Summen eines Relais od. dgl. hervorgerufen werden könnte. Das Zeitrelais 13 bewirkt nämlich, daß die Umschalteinrichtung für die Vorschubgeschwindigkeit erst kurz vor dem Aufeinandertreffen von Schleifscheibe und Werkstück aktiviert wird.

Es ist ferner an der Schleifmaschine eine Überwachungseinrichtung 16 (F i g. 3) vorgesehen, die eine Überlastung des Hauptmotors 5 verhindern soll. Die Überwachungseinrichtung weist einen Stromwandler 18 auf, dessen Ausgangssignal dem Strom des Hauptmotors 5 entspricht. Die Ausgangsspannung des Stromwandlers 18 wird durch einen Gleichrichter 19 gleichgerichtet, und das so entstehende Gleichspannungssignal wird einer bistabilen Kippstufe 20, die als Schmitt-Trigger ausgebildet sein kann, eingegeben. Der Kippstufe 20 ist ein Relais 21 nachgeschaltet.

Der Eingang der Kippstufe 20 ist außerdem mit einer Gleichspannungsquelle 22 verbunden, wobei zwischen beiden ein Schließercr_} und ein Öffner cr_sx angeordnet sind.

Wie der Schaltplan nach F i g. 1 zeigt, hat das Relais 12 der Steuervorrichtung 1 einen Schließer v4 und das Relais 21 der überwachungseinrichtung 16 zwei Schließer B und C. Außerdem sind eine Einschaltdrucktaste PB₁ und eine Rückzugsdrucktaste PB, vorgesehen. Die Symbole CR₁, CR.,, CR_S, CR_i und CR₅ bezeichnen die Spulen der Relais für die Steuerung der Bewegung des Werkzeugschlittens. So dient das Relais CR.-, für die langsame Vorschubbewegung, das Relais CR₄ für die Eilgangbewegung und das Relais CR₅ für die schnelle Rücklaufbewegung. Die Symbole a\, er.-,, cr„ und cr₄ bezeichnen die Schließer der entsprechenden Relais. Mit cr_sx ist ein Öffner des Relais CR₃ und mit cr._x ein Öffner des Relais CR. bezeichnet. Das Symbol TR₁ bezeichnet ein Hilfszeitrelais mit einem Kontakt tr_v

Die Wirkungsweise der Steuerungsvorrichtung ist wie folgt: Wenn der Hauptmotor 5 in Gang gesetzt und die Einschaltdrucktaste PB₁ gedrückt ist, wird das Relais CR₁ über den Öffner er. _x erregt. Hierdurch wird der Kontkt Cr₁ der Steuerungsvorrichtung geschlossen, so daß das Zeitrelais 13 von der Gieichspannungsquelie 15 Spannung erhält.

Zur selben Zeit wird auch der Kontkt Cr₁ in der Überwachungseinrichtung 16 geschlossen, so daß bei α am Eingang der bistabilen Kippstufe 20 die Summe aus dem dem Strom des unbelasteten Hauptmotors 5 entsprechenden Gleichspannungssignal und der Ausgangsspannung der Gleichspannungsquelle 22 anliegt. Durch diese Summenspannung wird die Kippstufe 20 umgeschaltet, wodurch über das nachgeschaltete Relais 21 der Schließer B geschlossen wird.

Hierdurch wird das die Vorschubbewegung einleitende und- die Gleichspannungsquelle 22 vom Eingang der Kippstufe 20 trennende Relais CR„ erregt, das sich über einen eigenen Schließer cr₃ beim Öffnen des Schließers B weiter an Spannung hält. (Selbsthaltung des Relais CR₃). Gleichzeitig wird das Hilfszeitrelais TR^ eingeschaltet. Wenn die eingestellte Zeit im Hilfszeitrelais TR₁ vorbei ist, wird der Kontakt U₁ geschlossen und dadurch das Relais CR, erregt, wodurch die Eilgangbewegung des Werkzeucschlittens 3 eingeschaltet wird.

Durch eine solche Ausbildung wird die Überwachungseinrichtung gegen Überlast nach jedem Einschaltbefehl für die Vorschubbewegung selbsttätig überprüft, denn wenn der Stromwandler 18 und/oder der Gleichrichter 19 nicht in Ordnung sind, schaltet die Kippstufe 20 wegen zu geringer Spannung nicht. Das gleiche gilt, wenn die Kippstufe 20 selbst nicht in Ordnung ist. Wenn aber die Kippstufe 20 kein Signal an das Relais 21 gibt, wird auch dessen Schließer B vor dem Relais CR„ nicht geschlossen und damit die Vorschubbewegung nicht eingeleitet.

Es ist darüber hinaus möglich, im Uberwachungssystem eine Alarmanlage, wie einen Summer, zum Anzeigen einer Störung einzufügen.

Wenn die Schleifscheibe 4 ganz nahe an das Werkstück 7 gebracht ist, ist die entsprechend eingestellte Zeit im Zeitrelais 13 abgelaufen und der Kontakt 14 (Fig. 2) wird geschlossen. Kommt dann die Schleifscheibe 4 mit dem Werkstück in Berührung, erfaßt der Meßwandler 8 die dabei entstehenden Schwingungen, was dazu führt, daß die Kippschaltung 11 umschaltet und über das nachgeschaltete Relais 12 der Schließer A geschlossen wird. Hierdurch wird das Relais CR₀ erregt, das die Vorschubbewegung von Eilganggeschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit umschaltet.

Wenn die Steuerungsvorrichtung 1 zur Umschaltung der Vorschubgeschwindigkeit nicht in Ordnung ist und der Schließer^ nicht geschlossen wird, so daß das Schleifen des Werkstücks mit Eilganggeschwindigkeit erfolgt, tritt eine Überlastung des Hauptmotors 5 ein, wodurch die Spannung am Eingang α der bistbilen Kippstufe 20 so hoch wird, daß das Relais 21 betätigt wird, wodurch der Schließer C des Relais 21 geschlossen und das Relais CR. erregt wird, das den Vorschubantrieb auf schnellen Rücklauf umschaltet.

Claims

Patentanspruch:

Steuerungsvorrichtung für die Vorschubbewegung von Werkzeug oder Werkstück an spanabhebenden Werkzeugmaschinen mit einer elektrischen Einrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Eilganggeschwindigkeit auf Arbeitsgeschwindigkeit beim Aufeinandertreffen von Werkzeug und Werkstück und mit einer elektrischen Überwachungseinrichtung gegen Überlastung, durch die in Abhängigkeit von der Belastung des Hauptmotors die Vorschubgeschwindigkeit herabsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (16) eine bistabile Kippstufe (20) aufweist, deren Eingang ein dem Strom des Hauptmotors (5) proportionales Gleichspannungssignal zuführbar ist und an deren Ausgang ein Relais (21) mit zwei Schließern (B, C) angeschlossen ist, von denen ein Schließer (C) bei Überlastung des Hauptmotors (5) den Vorschubantrieb auf schnellen Rücklauf schaltet, daß eine Gleichspannungsquelle (22) vorgesehen ist, deren Ausgangsspannung jeweils nach dem Betätigen des Einschalt-Drucktasters (PB₁) für die Vorschubbewegung auf den Eingang der Kippstufe (20) schaltbar und somit zu dem vorhandenen, momentan dem Leerlaufstrom des Hauptmotors (5) entsprechenden Gleichspannungssignal addierbar ist, und daß durch die gebildete Summenspannung die Kippstufe (20) umschaltbar ist, wodurch über das nachgeschaltete Relais (21) und dessen zweiten Schließer (B) ein die Vorschubbewegung einleitendes und die Gleichspannungsquelle (22) vom Eingang der Kippstufe (20) trennendes Relais (CR₁₁) einschaltbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy i