DE1803704A1

DE1803704A1 - Selbsttaetige Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm

Info

Publication number: DE1803704A1
Application number: DE19681803704
Authority: DE
Inventors: Rohs Dr-Ing Hans Guenther
Original assignee: Gebrueder Boehringer GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 1968-10-17
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1970-08-27
Also published as: SE339608B; GB1274503A; FR2020889A1

Description

PATENTAN.W ALTE Dipl.-Ing. M A R TI N LICHT PATENTANWÄLTE L.CHT, HANSMANN. HERRMANN *' REINHOLD SCHMIDT

Dipl.-Wlrtseh.-Ino. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

Mönchen,den 17. Oktober 1968 Ihr Z.idwn Unwr Zeichen

ML/WÖ

Gebrüder Boehringer Gesellschaft mit beschränkter Haftung

732 Göppingen (Württemberg) Stuttgarter Straße 50

Selbsttätige Werkzeugmaschine mit einem Werkzeug- weohselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Werkzeug« maschine mit einem Werkzeugweohselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm, Das Werkzeugweohselsystem, z. B. ein Werkzeugrerolver oder Werkzeugmagazin, gestattet es, viele Werkzeuge nacheinander zum Einsatz zu bringen. Häufig ist der Vorrat an Werkzeugen so groß, daß mit ihm viele unter·« eohiedliohe Werkstücke gefertigt werden können. Im alIge« meinen wird für jedes dieser unterschiedlichen Werksettge^ nur eine Auewahl dieser Werkzeuge benutzt. Das führt aber dazu, daß die einzelnen Werkzeuge verschieden söhne11 verschließen, weil die Häufigkeit und Dauer ihre· Einsatzes je nach den jeweils zu fertigenden Werkstücken sehr unter«

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Patentanwälte Dipi.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirf*ch.-Ing. Axel Hantmann, Dipl.-Phyi. Sebastian Herrmann

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schiedlich ist. Darum muß man den Verschleißzustand der Werkzeuge sorgfältig überwachen. Bisher geschah das durch eine regelmäßige Sichtkontrolle durch den Bedienungsmann der Maschine. Diese Art der Überwachung hat jedoch erhebliche Nachteile. Denn einmal sind dazu Fachkenntnisse erforderlich, die man heute bei dem Bedienungsmann der selbsttätigen Werkzeugmaschine nicht voraussetzen kann. Sodann sind die Werkzeuge in den Werkzeugwechselsystemen oft nicht so gut zugänglich, daß eine Sichtkontrolle möglich ist. Schließlich ist die Sichtkontrolle häufig mit einer Unfallgefahr verbunden, weil der Bedienungsmann bei laufender Maschine durch automatisch ausgelöste Bewegungen des Wechselsystems zum Zwecke des Werkzeugwechsels überrascht werden kann. Die Sichtkontrolle bei stehender Maschine durchzuführen, würde jedoch zu einem erheblichen Zeit— und Kostenverlust führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die.selbsttätige Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm so auszugestalten, da& eine Sichtkontrolle entbehrlich wird und dennoch das rechtzeitige Auswechseln verschlissener Werkzeuge gewährleistet ist.

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Diese Aufgabe ist erfahrungsgemäß dadurch gelöst, daß zum' Überwachen des Verschleißzustandes der Werkzeuge jedem Werkzeug ein Zähl— oder Summierwerk zugeordnet ist, das die Eineatzzeiten des Werkzeugs summiert. Die Summe dieser Zeiten stellt die Dauer des Einsatzes des Werkzeuges dar, beispielsweise die Dauer aller mit diesem Werkzeug ausgeführten Arbeiten. Da erfahrungsgemäß der Verschleiß in der Regel von dieser Dauer abhängt, gibt das Zghl- oder Summierwerk den Verschleißzustand an.

Um die Einsatzzeit eines jeden Werkzeuges zu ermitteln, kann man die Dauer der jeweiligen Vorschubbewegung, die jeweilige Antriebsleistung oder die jeweilige Schnittkraft heranziehen. Ein diese Größen überwachendes Steuerglied schaltet jeweils für die Dauer der Einsatzzeit das Zähl— oder Summierwerk an einen Antrieb an. Das Steuerglied kann aber auch au. elektrischem Wege die Dauer der Berührung zwischen Werkzeug und Werkstück messen. Das geschieht mit Hilfe eines entsprechenden Stromkreises.

Das Summierwerk eines jeden Werkzeugs läuft also jeweils so lange, als dieses Werkzeug zum Einsatz kommt und daher einem Verschleiß unterliegt.

Vorzugsweise ist dem Zählwerk ein Anzeiger zugeordnet, der die Summe der Einsatzzeiten des Werkzeuges anzeigt. Liest man die Anzeiger der verschiedenen Werkzeuge ab,

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da*m kann man dalier ihren Vers chi eißzustand erkennen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch jedem Zählwerk eine Einrichtung zugeordnet, die ein Überschreiten eines von außen eingegebenen Grenzwertes durch die Summe der Einsatzzeiten anzeigt, beispielsweise durch ein Alarmzeichen. Wenn dieses gegeben wird, dann bedeutet das, daß das betreffende Werkzeug ausgewechselt werden muß. Diese Einrichtung kann jedoch auch durch Auslösen eines Steuervorganges auf das Überschreiten des Grenzwertes ansprechen. B_ei diesem Steuervorgang kann es sich um eine Stillsetzung der Werkzeugmaschine oder um ein selbsttätiges Auswechseln des Werkzeugs handeln.

Vorzugsweise ist dem Zählwerk eine auf die Verschleißwirkung der jeweiligen Einsatzbedingungen des Werkzeuges ansprechende Steuerung zugeordnet, die jede zu summierende Einsatzzeit mit einem dieser Verschleißwirkung entsprechenden Paktor multipliziert und die Summierung der so erhaltenen Produkte durch das Zählwerk bewirkt. Das führt dann dazu, daß ein Werkzeugeinsatz mit verhältnismäßig kleinem Verschleiß, etwa infolge geringer Schnittgeschwindigkeit, weniger stark ins Gewicht fällt als ein Einsatz desselben Werkzeugs mit derselben Dauer für einen mit stärkerem Verschleiß verbundenen Arbeitsvorgang, etwa einen Arbeitsvorgang mit höherer Schnittgeschwindigkeit.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sei anhand der Zeichnung erläutert. Diese veranschaulicht schematisch ein Zähl- oder Summierwerk 10, das einem ersten Werkzeug zugeordnet ist, und ein Zähl- oder Summierwerk IiO, das einem zweiten Werkzeug zugeordnet ist. Jedes Mal, wenn das betreffende Werkzeug durch das Werkzeugwechselsystem, beispielsweise einen Werkzeugrevolver, ausgewählt wird, daali wird der Eingang des Zählers durch einen Schalter 12, bzw. 112 an eine Sammelleitung Ik angeschlossen. Diese wird jeweils für die Dauer des Vorschubes durch einen Schalter 16 mit einem Impulsgeber 18 verbunden. Der Schalter 16 wird also nur für die Dauer des Vorschubes geschlossen, und diese Dauer entspricht mit hinreichender Genauigkeit der Dauer des vom Werkzeug durchgeführten Bearbeitungsvorganges. Das Zähloder Summierwerk 10, bzw. 110 summiert daher die einzelnen Einsatzzeiten des betreffenden Werkzeugs. Es kann mit einem Anzeiger ausgerüstet sein, auf dem man die Summe ablesen kann, die einen Maßstab für den Verschleiß des Werkzeugs darstellt.

Der Impulsgeber 18 sendet in festen Zeitabständen einen Impuls auB, der die jeweils angeschlossenen Zähler weiteruchaltet.

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An einem Eingang 20, bzw. i2O kann man von außen einen Grenzwert für die Zählerstellung eingeben. Dieser Grenzwert stellt die Standzeit des Werkzeugs dar. Sobald der eingegebene Grenzwert überschritten wird, wird durch den Ausgang 22, bzw.i22 des Zählwerks ein Impuls ausgesandt, der entweder eine Anzeige durch ein optisches oder akustisches Alarmzeichen auslöst oder einen Steuervorgang herbeiführt, bei welchem es sich um das Stillsetzen der Werkzeugmaschine oder sogar um ein selbsttätiges Auswechseln des betreffenden Werkzeuges handelt.

Beim Auswechseln des Werkzeugs wird das Zählwerk 10, bzw. IiO am Eingang 2h bzw. 124 auf Null zurückgestellt. Auch das kann gegebenenfalls selbsttätig geschehen.

Der Schalter 16 kann entfallen, wenn der Impulsgeber 18 jeweils nur solange läuft, als ein seinem Eingang vorge~ schalteter Schalter 26 geschlossen ist. Dieser kann von einem Arbeitskontakt eines Relais gebildet werden, dessen Stromkreis durch das Werkstück und das Werkzeug verläuft und nur solange geschlossen ist, als sich diese berühren. Das bedeutet, daß der Impulsgeber nur für die Dauer des Bearbeitungsvorganges die Zähler weiterschalten kann.

Indessen kann der Schalter 26 auch duroh ein Steuerglied geschaltet werden, das die Antriebsleistung der Werkzeug-

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maschine oder die Schnittkraft des Werkzeugs mißt. Τ)βΐ

in.,.JδaJllxÄXöJ^»»---βt«4elrβn-iil^rsl"Πiituu ebge«mie-rt « So kann dem Zählwerk eine Steuerung zugeordnet

werden, die auf die Verschleißwirkung der jeweiligen Ein« satz-Bedingungen des Werkzeugs anspricht, z. B. auf die Schnitt« oder Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs, auf die Werkstoffhärte des Werkstücks, auf die Verschleißeigen« schäften des Werkzeugs, o.dgl. Diese Steuerung multipli« ziert jede zu summierende Einsatzzeit mit der Verschleißwirkung entsprechenden Faktoren. Der Zähler summiert daher die durch diese Multiplikation entstehenden Produkte. So kann beispielsweise die Frequenz des Impulsgebers 18 durch diese auf die Einsatzbedingungen ansprechende Steuerung verstellbar sein. Der Impulsgeber 18 sendet dann seine nor« male Frequenz, wenn die Einsatzbedingungen des Werkzeugs einen Verschleiß von durchschnittlicher Größe bedingen. Mit wachsendem Verschleiß wird die Frequenzzahl des Impuls« gebers entsprechend erhöht und mit sinkendem Verschleiß verringert. Sind mehrere Werkzeuge gleichzeitig im Einsatz, empfiehlt es sich, jedem Werkzeug einen eigenen Impulsgeber zuzuordnen.

Der Impulsgeber 18 kann durch eine einfache Stromquelle ersetzt werden, wenn es sich bei dem Zählwerk 10, 110 um Zeituhren handelt, die jeweils nur so lange laufen,, als ihnen Strom von der Stromquelle zugeführt wird.

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In diesem Falle empfiehlt es sich, jede Zeituhr mit einer Steuerung zu versehen, die in Abhängigkeit von den ■Verschleißbedingungen verstellbar ist und die Laufgeschwindigkeit der Zeituhr beeinflußt. Das führt dann dazu, daß die Einsatzzeiten der Werkzeuge in bezug auf die jeweiligen Verschleißstärke anhand der an der Maschine festgestellten Arbeitsbedingungen gewichtet werden. Zur Feststellung der Stärke des Verschleßes können Schnittgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit, von der Werkzeugmaschine aufgenommene Leistung, Schnittkraft usw. gemessen werden. Aus den Meßwerten wird dann durch ein entsprechendes Rechengerät die Verschleißstärke errechnet. Dieser Rechner kann digital oder analog arbeiten.

Da die Verschleißstärke nicht nur von den Einsatzbedingungen, sondern auch von Eigenschaften des jeweiligen Werkzeugs abhängt, können diesem Rechner aus einem programmierbaren Informationsspeicher werkzeugabhängige Informationen mit bezug auf das im Einsatz befindliche Werkzeug zugeleitet werden, die ebenfalls bei der Aufsummierung der Verschleißgröße berücksichtigt werden.

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Claims

P A T EN T A N W Ä L T E ■ DipUng. M ARTI N LIC ΐ? "3704 PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN Δ Dr. R E I N H O L D . S C H M I D T 8MONCHENS-THERESIENSTRASSEaS Λ AVCI UAKICkAAKlM Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN Gebrüder Boehringer Mönchen, den 17· Oktober 1968 Gesellschaft mit be« schränkter Haftung ihrz«d,en un,.rZeich.n 732 Göppingen (Württemberg) ML/Wö Stuttgarter Straße 50 Patentanmeldung: Selbsttätige Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm Patentansprüche

1. Selbsttätige Werkzeugmaschine mit einem Werkzeug« Wechselsystem und wechselndem Fertigungsprogramm, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überwachen des Verschleißzustandes der Werkzeuge jedem Werkzeug ein Zähl« oder Summierwerk zugeordnet ist, das die Einsatzzeiten des Werkzeugs summiert.

2. Einrichtung nach Anspruoh 1, gekennzeichnet durch einen dem Zählwerk zugeordneten Anzeiger für die Summe der Einsatzzeiten des Werkzeugs.

3. Einrichtung nach Anspruoh 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine dem Zählwerk zugeordnete Einrichtung, die ein Überschreiten eines von außen eingegebenen Grenzwertes duroh die Sueae der Einsatzzeiten anzeigt und/oder darauf duroh

Auslösen eines Steuervorganges ansprioht.

k. Einrichtung nach Anspruoh 1, 2 oder 3, daduroh ge» kennzeichnet, daß dem Zählwerk eine auf die Versohleißwir-

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Patentanwalt· Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtich.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann COPJf

MÖNCHEN 2, THERESIENSTRA88E 33 ■ Τ·Ι·ίοηι 2β1202 · T.legramm-Adreii·! Lipatll/M0ndi«n Baytr. V.rei.i.bank Münch.n, Zwoigil. O.kar-von-Mill.r-Rlno, Klo.-Nr. 882 «5 · Poilidi.dc-Konlo; MOndnn Nr. 1433 97 Opptnou.r Büro. PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

OFUGlNAL INSPECTED

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kung der jeweiligen Einsatzbedingungen des Werkzeugs ansprechende Steuerung zugeordnet ist, die jede zu summierende Einsatzzeit mit dieser Verschleißwirkung entsprechenden Faktoren multipliziert und die Summierung der so erhaltenen Produkte durch das Zählwerk bewirkt.

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