DE1929925B2 - Elektrische Kopiersteuerungsvorvichtving frä Fräsmaschinen - Google Patents

Description

Motor(72) zum Drehen des Werkstück W Wirkverbindung bringbar ist, wöbe, durch eme Schalteinrichtung (82) die erforderlichen Umschaltungen der elektrischen Steuerkreise aasführbar sind, und daß eine Fühl- und Ruckkopplungseinrichtung (71, 75, 73) zum Erfassen T Regeln der Drehbewegung des Werk-TC^eS-richtug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühl-

, daß zur _n wahlweise an Stelle

>5 mit_e %ⁿ ^_{ubmotors e}in Motor zum Drehen des ein«· J.orscnu _{indung bnng}bar ist, wobei

Werkst^dL. ¹^ _{inricht die} erforderlichen Umdure eme !.cn^ _{rf hen} steuerkreise ausfuhrbar schaltunga deτ«eK Rückkopplungseinnch-

~ smd. »^^se^ und Regeln der Drehbewegung desWstuck.J^

^sführungw dem Werkzeug und

derem Umto» ™ Meßrad eine räumUche

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74 fe,74 β) mit einem Synchronsleuergeber (73) in Form eines Drehmelders in Antnebsverbin-

^dUS^g ^piersteuerungsvorrichtung nach A* spruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Vorschubmotoren (62, 64) und der Motor (72) zum Drehen des Werkstücks (W) nach Maßgäbe der Schalteinrichtung (82) zusätzlich von Steuersignalen zweier als Drehmelder ausgeb.ldeter Synchronsteuergeber (52, 53) einer Fräser-Versetzeinrichtung (45) beaufschlagbar sind.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Fräsmaschinen mit einer fotoelektrisch einen Linienzug aut einer ebenen abtastenden Abtasteinrichtung deren

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Wirkungsweise der erfindungs^{wird durch} ?* ^Kom*™^twn

^ZuJ ^^^"nd^ückkopplungseinnchtung eme daß,die^hun _Werkstück umlaufende qrhn-

synchron ™ « _heibe aufweist, deren

^J^TdeiTheße des Werkstücks entspricht _nr^„umfang ein Meßrad mit einer ge-

^^^„^1 anliegt, welches über em bogenen um g^ _{s nchrons}teuergeber in Form

SS Drehmelders in A^{ntriebsverbil}?_m ^un|_anmen Nach einen^^ ÄSaSl 45

^. dÄvS«aSlo ^^X^Ln Drehen des Werkstucks nach und der M _{g halteinrichtung} zusätzlich von Steuer-Maugaoe α _Drehmelder ausgebildeter Syn-

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den Kopiersteuerungsvorrichtungen ist es jedoch H g. 3 J

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F i g. 6 eine schematische Skizze der Steuer- und Linie 13. Die Fotozellea 26 und 27 sind so geteilt,

Antriebseinrichtung, die mit der Leitspindel für die daß die beiden Hälften der geteilten Fotozelle eine

X-Achsrichtung der Fräsmaschine in Verbindung Brücke außer Abgleich bringen, wenn das Segment

steht, 13' vom Bild der Zeichnungslinie sich nach der einen

F i g. 7 eine schematische Skizze der Antriebs- und 5 oder anderen Seite bewegt. Hierdurch bewegt sich Steuereinrichtung, die mit der Leitspindel für die ein Umkehrmotor 28 in der einen oder anderen Rich-Y-Achsrichtung der Fräsmaschine im Zusammen- tung und dreht über einen Treibriemen 28 a den Bildhang steht, Abtastkopf 24, wodurch die Fotozelle in bezug auf

F i g. 8 eine schematische Skizze der Steuer- und das Segment 13' im Bild / .vieder in Abgleichslage

Antriebseinrichtung zum Drehen des Werkstücks, io gebracht wird.

F^; g. 9 eine Teilansicht des Aufbaus der Vorrich- Die Drehung des Bild-Abtastkopfes 24 in eine

tung, die die Drehbewegung des Werkstücks erfaßt, neue Lage hat eine Änderung der Umlaufgeschwin-

wobei diese Ansicht längs der gebrochenen Linie, die digkeiten der Leitspindeln 16 und 18 für die X- und

mit 9-9 in Fig. 10 angedeutet ist, verläuft, Y-Achsrichtung zur Folge derart, daß der Linien-

Fig. 10 eine Teilansicht etwa längs der Linie 15 Abtastkopf 17 der Linie auf der Zeichnung in der

10-10 in Fig.9, geänderten Richtung folgt. Zu diesem Zweck trägt

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht des Meßrades der Bild-Abtastkopf 24 einen Exzenterzapfen29, auf

und seine Beziehung zur Rückkopplungsscheibe, und dem Kreisscheiben 30 und 31 angebracht sind

zwar aus Darsteüungsgründen etwas verzerrt, (F i g. 2). Die Scheiben 30 bzw. 31 betätigen Steuer-

Fig. 12 eine Darstellung in schematischer Ansicht *> einrichtungen32 und 33 für die X-Achse und die

und im Blockdiagramm der verschiedenen Betriebs- Y-Achse. Ein im wesentlichen kontinuierlich arbei-

arten, tender Motor 34 veränderlicher Drehzahl treibt

Fig. 13, 14, 15, 16 und 17 schematische Teilan- Kugelscheibenintegratoren 35 und 36 mittels Einsichten, die etwas verzerrt bestimmte Betriebsarten Stellbändern 34 α und 34 b derart an, daß das Einder Maschine veranschaulichen. *3 gangssignal beider Integratoren gleich ist. Das Aus-

Wie F i g. 1 zeigt, ist die Kopiersteuerungsvorrich- gangssignal wirkt auf umlaufende Zahnräder 35 a tung allgemein mit 10 und die Werkzeugmaschine, und 36 a ein. Geschwindigkeit und Richtung des Ausin diesem Ausführungsbeispiel eine vertikale Kopier- gangssignals des Integrators stehen in direkter Befräsmaschine, allgemein mit 11 bezeichnet. Ziehung zur Linearstellung von Steuerscheiben 37

F i g. 1 zeigt auf der Kopiersteuerungsvorrichtung 3° bzw. 38, welche an den Scheiben 30 und 31 anliegen. 10 eine Zeichnung 12 mit einem Linienzug 13. Die Wenn daher der Bild-Abtastkopf 24 seine Drehstel-Zeichnung 12 liegt flach bzw. in einer Ebene und ist lung unter dem Einfluß des Motors 28 ändert, wermittels Heftstreifen an einem flachen, festen Panel 14 den Umlaufgeschwindigkeit und Drehrichtung der befestigt, welches aus glattem, lichtdurchlässigem Ausgangszahnräder 35 a und 36 a geändert.
Material, wie Glas, besteht. Die oberen und unteren 35 In der Steuereinrichtung 32 für die X-Achse ist das Kanten des Panels 14 sind gerade und parallel; sie Zahnrad 35a in einen Getriebezug mit Zahnrädern tragen und führen die Lauf räder eines Wagens 15, 39 a bis 39 g eingeschaltet. Die Zahnräder 39 α und der sich, wie Pfeile X zeigen, in Richtung der 39 b sind gleich groß, während die übrigen Zahnräder X-Achse unter dem Einfluß einer Leitspindel 16 für des Getriebezuges zur Erzeugung unterschiedlicher die X-Achse bewegen kann. Die Leitspindel 16 ist 40 Übersetzungsverhältnisse verschieden groß sind. Das an ihren gegenüberliegenden Enden in Lagern ge- Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern lagert, die an dem Panel 14 angebracht sind. Der 39a und 39g, dem kleinsten und dem größten, beWagen 15 hat eine Folgeeinrichtung in Form einer trägt, wie dargestellt, 10: 1. Natürlich können auch Mutter auf der Leitspindel 16, so daß der Wagen andere Übersetzungsverhältnisse, z. B. 20 : 1, benutzt sich linear bewegt, wenn die Leitspindel 16 gedreht 45 werden. Entsprechend weist die Steuereinrichtung 33 wird. für die Y-Achse einen Zug von Zahnrädern 40 a bis

Auf dem Wagen 15 gleitet ein Linien-Abtastkopf 40 g auf.

17 in Richtung der Y-Achse (Pfeile Y). Er steht Die verschiedenen Zahnräder 39 a bis 39 g und unter der Einwirkung einer Leitspindel 18 in Y-Rich- 40 a bis 40 g sind formschlüssig mit den Rotoren von tung, deren entgegengesetzte Enden in Lagern auf 50 Synchronsteuergebern (Drehmeldern) 41a bir 41g dem Wagen 15 in der Nähe der oberen und unteren bzw. 42 a bis 42 g verbunden.
Kantendes Panels 14 gelagert sind. Vie Fig. 4 und5 Wie Fig. 4 und 5 zeigen, ist der Synchronsteuerzeigen, werden die Leitspindeln der X-Achse und der geber 41 α über einen Verstärker 43 mit dem Servo-Y-Achse durch Servomotoren 19 bzw. 20 betätigt und motor 19 der Leitspindel 16 für die X-Achse verbunsind ferner formschlüssig mit den Rotoren von Syn- 55 den, wobei die Drehung derselben von dem Synchronsteuergebern (Drehmeldern) 21 und 22 verbun- chronsteuergeber 21 übernommen und auf den den. Der Linie.n-Abtastkopf 17 überträgt ein kleines Synchronsteuergeber 41 α rückgekoppelt wird; auf Segment der Linie 13 bei starker Beleuchtung durch ähnliche Weise ist der Synchronsteuergeber 42 α über eine Faseroptik 23 hindurch und leitet das Bild in einen Verstärker 44 mit dem Servomotor 20 der Leiteinen drehbaren Bild-Abtastkopf 24. Dieses Bild / 60 spindel 18 für die Y-Achse verbunden, wobei eine wird, wie F i g. 3 zeigt, in den drehbaren Bild-Abtast- Drehung derselben von dem Synchronsteuergeber 22 kopf hineingeworfen, der einen Bildteiler 25 mit übernommen und auf den Synchronsteuergeber 42 α einer Schneide 25 α auf seiner Rotationsachse (siehe rückgekoppelt wird. Durch den Umlauf der Zahn-F i g. 2) und zwischen reflektierenden Flächen 25 b räder 39 α und 40 a, abhängig vom Ausgang der Inteaufweist, so daß das Segment 13' im Bild / auf Foto- 65 gratoren 35 und 36, wird durch Drehung der Synzellen 26 und 27 reflektiert wird. Die Fotozellen 26, chronsteuergeber 41 α und 42 a das erforderliche Un-27 arbeiten wechselweise in Abhängigkeit von der gleichgewicht erhalten, um die Motoren 19 und 20 Laufrichtung des Linien-Abtastkopfes 17 längs der zum Drehen der Leitspindeln zu veranlassen.

Die restlichen Synchronsteuergeber (Drehmelder) Pfeile X' erstreckt. Es ist zu beachten, daß die Rota-

41 ft bis dtg und 42 6 bis 42 g dienen der Bewegung tionsachse 71' des Werkstücks W und der Welle 69

des Werkstücks W in der Fiäsmaschine 11. bei manchen Betriebsarten von der Rotationsachse

Die Kopiersteuerungsvorrichtung 10 weist ferner der Spindel 57 a und des Werkzeuges 58 gekreuzt

eine Fräser-Versetzeinrichtung 45 mit einem Rotor 5 wird; bei anderen Betriebsarten liegen die vertikalen

46 auf, der unter dem Einfluß des Treibriemens 28a Achsen der Spindel und des Werkzeuges 58 parallel und des Motors 28 sich gleichzeitig mit dem Kopf 24 zu der vertikalen Ebene, in welcher die Rotationsdreht, wodurch sich ein einstellbarer Exzenterzapfen achse des Werkstücks W und der Welle 69 liegt,

47 in einer vorbestimmten Winkellage in bezug auf jedoch in geringem Abstand von dieser vertikalen die Achsen des Kopfes 24 und des Rotors 46 und io Ebene. Eine konzentrische Verlängerung der Welle demgemäß auch in bezug auf die Ausgänge der 69 trägt eine starre zylindrische Rückkopplungs-Steuercinrichlungen 32 und 33 für die X-Achsrich- scheibe 71, welche eine dem Durchmesser des zylintung und die Y-Achsrichtung hallen läßt. Der drischen Werkstücks W entsprechende Größe hat. Exzenterzapfen 47 i«t an einem Schlitten 47 a ange- Das Werkstück W läuft in einer durch den Pfeil/? bracht, welcher in Durchmesserrichtung des Rotors 15 angedeuteten Richtung um und wird dazu durch 46 einstellbar ist. Wenn sich aber der Exzenterzap- einen Motor 72 angetrieben (F i g. 8). Der Antrieb fen 47 auf der Rotationsachse des Rotors 46 befin- erfolgt über ein Reduziergetriebe 72 c und ein Andet, findet keine exzentrische Bewegung statt. Der triebszahnrad 72 ft, welches konzentrisch an der Exzenterzapfen 47 trägt sich drehende Scheiben 48 Welle 69 angebracht ist. Das Reduziergetriebe weist und 49, die Schlitten 50 bzw. 51 bewegen und über ao ein sehr geringes Spiel auf, so daß das Werkstück in einen Zahnstangen-Zahnradantrieb Synchronsteuer- seiner Winkellage sehr genau kontrolliert werden geber (Drein.-^üc.) 52 bzw. 53 in Drehung verset- kann.

zen. Die Synchronsteuergeber 52 und 53, die nach- Ein Synchronsteuergeber (Drehmelder) 73 ermitstehend noch näher beschrieben werden, halten das telt die Drehbewegung des Werkstücks W und wird Werkzeug in der Fräsmaschine auf einer Seite der 25 über einen Geiriebezug mit Zahnrädern 74 α bis 74 d Spur in einem Abstand, welcher beispielsweise an- gedreht. Ein Meßrad 75, welches beträchtlich kleiner genähert gleich dem halben Durchmesser des als die Rückkopplungsscheibe 71 ist, liegt an deren Schneidwerkzeuges sein kann. Umfang mit bestimmtem Druck an. Die räumliche Die fräsmaschine weist eine Grundplatte und Anordnung dieser Fühl- und Rückkopplungseinricheinen Ständer 54 auf, an welchem eine konsole 55 30 tung für die Drehbewegung des Werkstücks ist in den vertikal einstellbar befestigt ist. Ein Werkzeugschiit- F i g. 9 bis 11 dargestellt. Eine geschlitzte, fest mit ten 56 trägt eine Spindelkopfeinrichtung 57, an wel- dem Werkstücktisch 61 verbundene Grundplatte 7Ca eher der Antriebsmotor zur Drehung einer Spindel nimmt einen Schlitten 766 einstellbar auf, welche 57usiiit, welche wiederun. das Werkzeug, einen Frä- zur Aufnahme von Rückkopplungsscheiben 71 verser 58, trägt. Der Fräser 58 ist im allgemeinen 35 schiedener Größe angepaßt werden kann, wenn konisch, wie Fig. 14 zeigt, kann aber auch, wie Werkstücke W verschiedener Durchmesser in der Fig. 13 zeigt, gerade Seiten aufweisen. Ein Support Fräsmaschine 11 bearbeitet werden. Der Schlitten 60 kann auf der Konsole 55 in Richtung des Pfei- 76 ft ist üblicherweise an der Grundplatte 76 α mittels les Y' vorwärts und rückwärts gleiten. Ein Tisch 61 Schrauben 76 ft' befestigt.

zum Aufspannen des Werkstücks ist auf dem Support 40 Eine Montageplatte 76 c ist an dem Schlitten 76 ft 60 derart angebracht, daß er seitliche Bewegungen durch Schrauben 76 r befestigt und begrenzt eine in Richtung des Pfeiles X' ausführen kann. Eine Be- sehr dünne Lamelle 76 c", deren Zweck nachstehend wegung des Tisches *¹ in X-Richtung wird durch noch im einzelnen beschrieben wird.
Betätigung eines Motors 62 bewerkstelligt, welcher Ein schwenkbarer Montageaufbau 77 trägt das eine Leitspindel 63 für dit X-Achse auf dem Werk- 45 Meßrad 75 und den zugehörigen Getriebezug 74 α bis stücktisch 61 betätigt (Fig. 6). Eine Bewegung des 74d, der die Bewegung des Meßrades das mit einem Supports 60 wird durch Betätigung eines Motors 64 beachtlichen Anpreßdruck auf die Rückkoppluneserzeugt, welcher eine Leitspindel 65 für die Y-Achse scheibe 71 wirkt, erleichtert. Zum Aufbau 77 gehört bewegt, die in Lagern auf der Konsole 55 gedreht eine Grundplatte 77 a, an welcher Laeerunesplatten wird und mit der Leitspindelmutter auf dem Support 50 77 ft und 77 c für die Synchronsteuergeber (Drehmelzusammenwirkt. Der Support 60 tragt eine weitere der) und die Lager sowie Abstandshalter 77 d nv'teis Leitspindelmutter, welche mit der Leitspindel 63 in Schrauben 77 ft' und 77 c' befestigt sind Ein drehbar Eingriff steht. Das Drehen der Leitspindeln für die gelagerter Bolzen 78 erstreckt sich durch Lager-X-Achse und für die Y-Achse wird durch Drehung Öffnungen in der Montageplatte 76 c und durch die der Rotoren von Synchronsteuergebern 66 bzw. 67 55 Platten 77a, 77 ft und 77c hindurch Das eine Ende

^erf?^ßt; ^- ,.« · _JC· ■ ,. u ^d _T ^{es Bolzens78} Hegt mittels einer Schraube78a mit Auf dem Tisch 61 sind Einrichtungen vorgesehen, Unterlegscheibe an der Montageplatte 76 c an Das die das zylindrische Werkstück W halten und eine andere Ende des Bolzens 78 weist eine Rückhaltegenau gesteuerte Umdrehung desselben bewirken. kappe 78 ft auf, welche als Gesenlager für eine Das eine Ende des Werkstücks W ist in einer Körner- 60 Schraubenfeder 78 c dient, die gegen den Aufbau 77 spitze 68 gelagert, die von einem üblichen Halter 68α drückt, um ihn fest an der Platte 76 c ^u halten
getragen wird. Das andere Ende des Werkstücks W In der Nähe des gegenüberliegenden Endes des ist an einer verhältnismäßig großen Welle 69 be- schwenkbaren Aufbaus 77 erstreckt sich ein ähnfestigt. Die Welle 69 ist auf dem Tisch 61 in Lagern Hcher Bolzen 79 durch Öffnungen in den verschiecelagert, die sich innerhalb eines Steuergehäuses 70 6₅ denen Platten des Aufbaus 77 und durch einen langbefinden. Die Rotationsachse 71' des Werkstücks W gestreckten Schlitz 79 α in der Platte 76 c hindurch und der Welle 69 verläuft parallel zur Leitspindel 63 wodurch eine begrenzte Bewegun* des Aufbaus 77 für die X-Achse, welche sich in Richtung der in Richtung des Pfeiles A, wie esViß 10 zehrt er-

möelicht wird Der Bolzen 79 hat eine ähnliche die entsprechenden Synchronsteuergeber 41a und Schraube mit Unterlegscheibe 79b an einem Ende. 42a regeln. Von den übrigen Synchronsteuergebern Eine Rückhaltekappe 79 c am anderen Ende nimmt 41 ft bis 41g ist nur jeweils einer zu einem bestimmeine Schraubenfeder 79 d auf, die gegen die Platte ten Zeitpunkt betriebsbereit, und zwar abhangig 77 c drückt und den Aufbau 77 fest an der Platte 76 c 5 von der Lage von gekuppelten Warschauern 81 α _",, und 81 b. Ähnlich ist immer nur einer der Synchron-

Ein Ohr 80 ist an der Kante der Montageplatte Steuergeber 42 ft bis 42g zu einem bestimmten Zeit-76 c befestigt und trägt eine Schraube 80 a, welche punkt betriebsbereit, und zwar abhängig von der frei in einer öffnung 80/? umläuft und gleitet. Die Lage von gekuppelten Wahlschaltern 81 c und 81 d, Schraube 80a ist in eine Bohrung in der Kante der io welche mechanisch mit den Wahlschaltern 81 α und schwenkbaren Platte 77 a eingeschraubt. Eine Schrau- 81 ft verbunden sind und bewirken, daß die Steuerbenfeder 80c umgibt die Schraube 80a und drückt einrichtungen 32 und 33 für die X-Aohse und fur die Ceeen das Ohr 80 sowie gegen die Kante der Platte Y-Achse in denselben Rcduktions- oder Multiplika-77a um den schwenkbaren Aufbau 77 gegen die tionsverhältnissen betrieben werden. Die gekuppel-Scheibe71 zu drücken. Die Feder 80c übt den ge- 15 ten Wahlschalter werden abhängig von dem Maßwünschten Druck zwischen dem Meßrad 75 und der stab zwischen der Zeichnung 12 und dem Werk-Scheibe 71 aus Die Schraube 80 a dient dazu, den stück W in die gewünschte Lage gebracht. Gewöhnlchwenkbaren Aufbau 77 und das Meßrad 75 gering- Hch ist es erwünscht, daß ein Maßstab verwendet füßie von der Scheibe 71 fortzuziehen und den Druck wird, welcher so groß wie möglich ist. Daher soll der herabzusetzen wenn beim Auswechseln der Rück- 20 der Zeichnungslinie folgende Abtastkopf 17 sich um kupplungsscheibe 71 ein Gleiten erforderlich ist. eine beträchtliche Strecke längs der Linie 13 bewe-

Wie Fig 11 zeigt, weist die Rückkopplungs- gen, um eine ziemlich kleine Bewegung zwischen scheibe 71 eine Umfangsfläche 71 α auf, welche genau dem Werkzeug 58 und dem Werkstück W zu erzeurvlindrisch ist Das Meßrad 75 weist eine Umfangs- gen. Wenn die Zeichnung im Maßstab 10: ί das fläche 75 a auf welche im Querschnitt Kreise um die 25 Gebilde darstellt, das auf dem Werkstück erzeugt Achse 75'bildet Sie ist jedoch nicht zylindrisch, da werden soll, werden die Synchronsteuergeber 41g die Umfangsfläche gekrümmt oder gebogen ist. Das und 42 g in den Stromkreis für die Steuerung der Ausmaß des Bogens oder der Krümmung ist in Fräsmaschine 11 eingeschaltet. Der Vorteil beim Fie 11 übertrieben dargestellt, damit es klar er- Arbeiten mit einer Zeichnung 12, die so groß wie kennbar isf wichtig und bemerkenswert ist, daß die 30 möglich ist, liegt in der Verminderung des möglichen Umfangsfläche 75 a in ihrem Durchmesser an den Fehlers. Wenn zum Beispiel die Zeichnung den Maßverschildenen Orten ihrer Längs- bzw. Axialerstrek- stab 10: 1 hat, wird ein Fehler in der Zeichnung kune differiert Zum Beispiel ist dieser Durchmesser bezüglich der Lage der Zeichnungshnie, des Radius, in der Nähe einer Kante erheblich kleiner als in der einer Krümmung usw. um den Faktor 10 vermindert, Mitte zwischen den Kanten. In Anbetracht des hohen 35 bevor er auf der Fläche des Werkstücks reproduziert Genauigkeitsgrades, mit welchem die Rückkopp- wird. Andererseits würde beim Maßstab 1 : 1 jeder lungs- und Fühleinrichtung arbeitet, ist es erwünscht, Fehler, der auf der Zeichnung vorkommt, auf dem daß der Rotor des Synchronsteuergebers (Drehmel- Werkstück reproduziert, ohne daß die Größe des ders) 73 genau eine Umdrehung vollführt, wenn das Fehlers vermindert würde.

Meßrad 75 eine Strecke von 2,5399 mm längs der ♦<> Aus Darstellungsgründen ist jedoch in Fig. 12 anOberfläche der Rückkopplungsscheibe 71 abrollt. genommen worden, daß die Zeichnung und das Ge-Um diese Beziehung sehr genau zu erhalten, kann bilde oder die Kontur auf dem Werkstück im Verhältder Umlauf der Aci-se 75' auf dem Meßrad 75 exakt nis 1 : 1 stehen; daher wird für die Zwecke der Erläunach dem Umlauf der Achse 71' der Rückkopplungs- terung davon ausgegangen, daß die Synchronsteuergescheibe und des Werkstücks ausgerichtet werden. 45 ber 48 b und 42 b verwendet werden, um das Steuer-Dies erfolgt dadurch daß die Lamelle 76 c" zwischen ausgangssignal der Steuereinrichtungen 32 und 33 füi dem Schlitten 76 b und der Montageplatte 76 c ein- die X-Achse und die Y-Achse zu erzeugen, geschoben wird. Dies bewirkt, daß die Umfangs- Die Verbindungen zu den verschiedenen Motorer

fläche 75 α des Meßrades 75 auf der Rückkopplungs- und den entsprechenden Synchronsteuergebern aul scheibe 71 längs eines Weges 75 ft rollt, wie er durch 50 der Fräsmaschine können durch eine Anzahl vor die strichpunktierte Linie in Fig. 11 dargestellt ist. Schaltmöglichkeiten verwirklicht werden. Fig. 12 An dieser Stelle gibt der Durchmesser der Umfangs- zeigt schematisch verschiedene Verbindungen, di( fläche 75 a die genaue Beziehung zwischen der Rück- durch eine entsprechende Schalteinrichtung zu er kopplungsscheibe 71 und dem Synchronsteuergeber zeugen sind. Die Schalteinrichtung ist allgemein mi 73 an Ein Auswechseln der Lamellengröße bei 76 c" 55 der Bezugsziffer 82 bezeichnet Die Schalteinrichtunj bewirkt im wesentlichen ein leichtes Kippen des 82 zeigt rechts die Verbindungen zu den Steuer- um Meßrades 75 in der Richtung, wie sie durch den Betätigungsstromkreisen der Motoren 62, 64 und 72 Pfeil T in F i g. 11 dargestellt ist. Wenn die Lage des Die Ausgangssignale von den Steuereinrichtungen 3; Meßrades 75 durch die Benutzung der Lamelle 76" und 33 für die X-Achse und für die Y-Achse werdet einmal eingestellt ist braucht das Meßrad nicht er- So in die Schalteinrichtung eingegeben und können übe tieut in dieser Weise eingestellt zu werden. verschiedene Schalter 82 a, 82 ft und 82 c mit irgend

Die Fig 4 bis 8 und 12 zeigen die vollständigen einem der Stromkreise der Motoren62, 64 oder T elektrischen Stromkreise der Synchronsteuergeber verbunden werden. Ebenso werden die Ausgangssig und der Antriebe. Die Steuerungseinrichtungen 32 nale der Synchronsteuergeber 52 und 53 der Fräser und 33 für die X-Achse und die Y-Achse sind immer 65 Versetzung für die X-Achse und Y-Achse (c/o) ii So geschaltet daß sie die Antriebsmotoren 19 bzw. die Schalteinrichtung 82 eingegeben und können übe 20 für die Leitspindeln 16 bzw. 18 für die X-Achse Schalter 82 d, 82 e und 82/ in einen der Stromkreis bzw. Y-Achse der Kopiersteuerungsvorrichtung über der Motoren 62, 64 oder 72 eingeschaltet werden.

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9 10

Fünf charakteristische Betriebsarten werden nach- weise, wie sie häufig bei der Feinbearbeitung oder bei stehend beschrieben. Der Grund für die Verwendung der Herstellung der endgültige« Weite der Nut erder einzelnen Betriebsarten und ihr jeweiliger Vorteil forderlich ist.

ist jeweils erläutert. Vom Betriebsstandpunkt aus Die Zeichnung mit der auf dem Werkstück W zu

bildet die Betriebsart I die Grundlage. Die restlichen 5 reproduzierenden Kontur wird flach auf die Kopier-Betriebsarten II bis V führen zu den funktionellen steuerungsvorrichtung gelegt. Die Schalteinrichtung Vorteilen und Besonderheiten der vorliegenden Er- 82 wird so eingestellt, daß eine Bewegung des Abtastfindung, kopfes 17 in Richtung der X-Achse eine Bewegung

des Werkstücks W in X-Achsrichtung und eine BeBetriebsart I ίο wegung des Kopfes 17 in Richtung der Y-Achse eine

Rotation des Werkstücks W bewirkt. Die Schaltein-

In der grundlegenden Betriebsart I erlaubt die richtung 82 muß dabei wie folgt eingestellt werden: vorgesehene Steuerung die Verwendung eines Werk- 82 α — Lage X, 82 b — Lage A US, 82 c — Lage Stücks mit einer ebenen Oberfläche auf dem Tisch 61 Y, 82 d — Lage X, 82 e — Lage A US, 82 / — und dann die einfache Verwendung der Ausgangs- 15 Lage Y.

steuereinrichtung für die Steuerung der Leitspindeln Nach dem Grobschneiden der Nut bewirkt eine

63 und 65 für die X-Achse und für die Y-Achse in Verstellung des Exzenterzapfens 47 eine Inbetriebder Fräsmaschinell. Die gewünschte Kontur ent- setzung der Synchronsteuergeber52 und 53 für die sprechend einem Linienzug auf der ebenen Zeichnung Fräserversetzung, wodurch die Motoren 62 und 72 kann auf dem ebenfalls ebenen Werkstück hergestellt ao bewegt werden. Das Werkstück wird dadurch in Richwerden. tung der X-Achse bewegt und wird mit einem leicht

Es sei bemerkt, daß ebene Oberflächen auf dem im größeren Ausmaß gedreht, als es in der Zeichnung übrigen zylindrischen Werkstück W in identischer dargestellt ist, um die Nut zu erweitern. Das Ausmaß Weise erzeugt werden können, wodurch es möglich an zusätzlicher Bewegung in Drehrichtung R ist an wird, ein gewünschtes Gebilde entsprechend der Ge- 25 der Stelle O'" in Fig. 17 zu sehen, stal* einer Linie auf einer Zeichnung zu erzeugen; Ein anderer Zweck dieser Betriebsart Il ist in

darüber hinaus wird ermöglicht, von der Bearbeitung Fi g. 15 veranschaulicht. Dabei wird der Zylinder — von ebenen Oberflächen zur Bearbeitung von zylin- Werkstück W — derart bearbeitet, daß eine Rippe W drischen Oberflächen auf demselben Werkstück über- auf der zylindrischen Oberfläche stehenbleibt. Ip diezugehen, indem auf nachstehend beschriebene Be- 30 sem Fall wird die Bewegung des Synchronsteuergetriebsarten umgeschaltet wird. bers 53 für die Fräserversetzung in Richtung der Y-

Zur Bearbeitung von Werkstücken mit ebener Achse verwendet, um die Rippe W von dem Schneid-Oberfläche werden die Ausgangssignale von den werkzeug wegzudrehen, so daß die Rippe W auf der Synchronsteuergebern 41 b und 42 b für die X-Achse Oberfläche des Zylinders stehenbleiben kann. Natür- und für die Y-Achse in den Steuereinrichtungen 32 35 lieh erzeugt auch der Synchronsteuergeber 52 für die und 33 mit den Steuerkreisen der Motoren 62 und 64 Fräserversetzung in Richtung der X-Achse eine zuverbunden. Zusätzlich werden die Synchronsteuerge- sätzliche Bewegung in Richtung der X-Achse. Wie ber der Fräserversetzung mit diesen Stromkreisen in nachstehend erläutert, ist diese Arbeitsweise zur Her-Reihe geschaltet, so daß das gewünschte Ausmaß an stellung einer Rippe mit einigen Nachteilen vcrbun-Fräserversetzung zu der Bewegung in der Fräsma- 40 den, jedoch liegt ein Vorteil darin, daß die sich crschine durch Versetzung des Exzenterzapfens 47 hin- gebende Umfangsoberfläche des Werkstücks W nahezuaddiert wird (F i g. 2). zu kreisförmig ist.

Die Betriebsart I wii J durch die passende Einstel- Die Exzentrizität des Exzenterzapfens 47 wird so

lung der Schalteinrichtung82 in Fig. 12 wie folgt eingestellt, daß das Werkstück W um die halbe Weite bewerkstelligt: 82 a—Lage A', 82 b — Lage Y, 82 c 45 der Außenfläche F der Rippe W' plus des halben

— Lage AUS, 82d — Lage X, 82«? — Lage Y, 82/ Werkzeugdurchmessers angrenzend an die Kante E

— Lage AUS. der Fläche F versetzt wird. Diese Verschiebung fuhrt

zu einer zusätzlichen Bewegung längs der X-Achse

Betriebsart II und Rotation in Richtung R über den Bogen O"".

Die Betriebsart II verdeutlicht einen besonderen Betriebsart III Vorteil der Erfindung. Sinn und Zweck dieser Betriebsweise liegt darin, eine Nut in einem zylindri- Die Betriebsart III hat zwei Aufgaben. Die eine sehen Werkstück zu erzeugen. Die Tiefe der Nut wird besteht darin, eine Nut in einen Zylinder einzuarbeigewöhnlich von Hand eingestellt, und zwar durch 55 ten, dessen Seiten parallel sind, wie Fig. 13 zeigt. Feinsteuerung der Vertikalfräsmaschine 11, wodurch Die andere Aufgabe besteht darin, eine Rippe W auf die Spindel 57 nach oben und unten bewegt wird. Es einer Zylinderoberfläche herzustellen, bei welcher die ist zu beachten, daß der Abtastkopf 17 längs der Linie Breite D der Fläche F auf der Rippe W gleichblei-13 vorwärts und rückwärts bewegt werden kann, um bend gehalten werden muß, wie F i g 14 zeigt, ein wiederholtes Durchlaufen des Werkstücks unter 60 Keiner der beiden oben beschriebenen Bearbeitungsdem Werkzeug durch einfaches Schalten der Foto- vorgänge kann mit Hilfe der Betriebsweise II durchzellen und der zugehörigen Stromkreise von vorwärts geführt werden. In der Betriebsweise II wird die zunach rückwärts zu bewerkstelligen. Dies ist von be- nächst hergestellte Nut verbreitert, indem ein besonderem Vorteil, da nämlich, wenn die Anfangsnut stimmter Betrag zu der Rotation des Werkstücks W, hergestellt worden ist, das Werkstück relativ zum 65 _wj_e J_n Fig. 17 dargestellt, hinzuaddiert wird. Wie Werkzeug versetzt werden kann, so daß Material zu- Fig. 17 zeigt, sind die Seiten einer auf diese Weise erst von der einen Seite und dann von der anderen hergestellten Nut nicht parallel auch dann nicht, wenn Seite der Nut weggenommen wird, eine Bearbeitungs- das Werkzeug zylindrisch und nicht konisch wäre. Wie

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nachstehend erläutert wird, ermöglicht es die Betriebs- Breite D der Fläche F über die geeignete Größe hinweise III, daß die Seiten der Nut parallel geschnitten ausgeht,
werden können (Fig. 13). Die Betriebsweise III überwindet diese Schwierig-

Ein weiteres Problem ergibt sich, wenn Material keiten dadurch, daß die Fräserversetzungskorrektur

von einem Werkstück derart weggearbeitet werden 5 vom Synchronsteuergeber 53 für die Y-Achse bei der

soll, daß eine Rippe W von einer vorgegebenen Höhe Bewegung der Leitspindel 65 für die Y-Achse der

mit einer vorgegebenen Breite D auf der äußeren Fräsmaschine berücksichtigt wird, während die

Fläche gebildet wird Angenommen, die Abmes- Hauptsteuerung des Werkstücks W von der Steuer-

sungD betrage 0,057 mm und ferner angenommen, einrichtung 33 der Y-Achse und dem Synchron-

die Rippe W bilde in etwa eine Schlangenlinie mit io steuergeber 42 b auf den Motor 72 zur Drehung des

Teilen, die sich direkt auf einem Umfang des Werk- Werkstücks gegeben wird. Sowohl der primäre Syn-

stücks W erstrecken, und anderen Teilen, die parallel chronsteuergeber 41 b der Steuereinrichtung 32 für

zur Rotationsachse liegen und, um sicherzustellen, die X-Achse als auch der Synchronsteuergeber 52 für

daß die Rippe durch dreieckige Gestalt ihre erforder- die Fräserversetzung in Richtung der X-Achse wer-

liche Festigkeit bekommt, ist es erforderlich, die 15 den in den Betriebs- und Steuerkreislauf des Motors

Rippe W mit einem konischen Fräser herzustellen, 62 tür die X-Achse und der Leitspindel 63 der Fräs-

wie es die Zeichnung zeigt. Wenn die Fräserverset- maschine 11 eingeschaltet. Dies erfolgt in der Schalt-

zungskorrektur als Ergebnis einer Einstelljustierung einrichtung82 der Fig. 12 dadurch, daß sich der

46 a durchgeführt wird, wobei der Tisch 61 in der Schalter 82 α in der Lage X befindet und daß ferner

RichtungX' (Fig. 14) unter dem Einfluß des Syn- 20 der Fräserversetzungsschalter 82d in die Lage X be-

chronsteuergebers 52 bewegt wird und wobei die wegt wird.

Fräserversetzungskorrektur, die durch den Synchron- Unter dieser Bedingung erfolgt die einzige aktive steuergeber 53 eingeführt wird, durch Drehung des Steuerung, die auf die Leitspindel 65 für die Y-Achse Werkstücks in Richtung des Pfeiles R gemäß Fig. 15 der Fräsmaschine 11 ausgeübt wird, dnirch den Synbewerkstelligt wird, erstrecken sich die Teile der 25 chronsteuergeber 53, welcher die lineare Bewegung Rippe W längs einer Umfangsfläche des Werk- (O' in Fig. 16 und O" in Fig. 13) herbeiführt. Diestücks W (wo die gesamte Fräserversetzungskorrek- ser Synchronsteuergeber 53 ist im wesentlichen direkt tür durch Betätigung der Leitspindel 63 für die X- mit den Klemmen Y in F i g. 7 verbunden, und verAchse stattfindet), wie F i g. 14 zeigt. Die obere vollständigt den Betriebs- und Steuerstxomkreis für Fläche F der Rippe W erhält die gewünschte Ab- 30 den Motor 64. Die Betriebsart III wird bewerkstelligt messung D, z. B. 0,057 mm. durch entsprechende Einstellung der Schalter in der

Jedoch wird in dem Teil der Rippe W (Fig. 15), Schalteinrichtung82: 82a — Lage X, 82ft

welcher parallel zur Rotationsachse 71' des Werk- Lage A US, 82 c — Lage Y, 82 d — Lage X, 82 e

Stücks W liegt (längs welcher die gesamte Fräserver- Lage Y, 82/ — Lage AUS.

Setzung unter dem Einfluß des Synchronsteuergebers 35 Bei dieser Betriebsart ist die Steuereinrichtung 33

53 durch Drehung des Werkstücks W vorgesehen ist), für die Y-Achse mit den Klemmen Ty direkt mit den

die Breite der Oberfläche F der Rippe W beträchtlich Klemmen R (Fig. 8) verbunden. Die Steuerung wird

erhöht und kann um die Hälfte mehr als die Dirnen- hierdurch auf den Synchronsteuergeber 42 b übertra-

sionD oder mehr als 0,076 mm betragen. Diese Ver- gen, um die Steuerung der Drehbewegung desWerk-

breiterung der äußeren Fläche F der Rippe W findet 40 Stücks W mittels der Steuerung des Motors 72 zu

dort statt, wo die Fräserversetzung durch Drehung bewerkstelligen.

des Werkstücks W erfolgt, und zwar deshalb, weil Soweit das Werkzeug 58 und das Werkstück W — da die Kante E der äußeren Fläche F der Rippe eine relative Bewegung in Richtung der X-Achse auslängs eines Umfanges des Werkstücks gebildet wird, führen, ist die Betriebsweise der Fräsmaschine idenwie Fig. 14 zeigt — das Werkzeug die Kante E an 45 tisch mit der zuvor beschriebenen,
einer Stelle in Längsrichtung des konischen Fräsers Eine Bewegung des Linien-Abtastkopfes 17 in 58 angreift, an der der Fräser einen Durchmesser d Y-Richtung erzeugt durch die Steuereinrichtung 33 hat. Eine andere Stelle am konischen Fräser 58 (wel- der Y-Achse eine Drehung des Werkstücks W mittels ehe einen wegen der konischen Gestalt des Fräsers 58 des Motors 72, und zwar unter dem Einfluß der Synkleineren Durchmesser d' aufweist), wird verwendet, 50 chronsteuergeber 42 ft und 73. Eine zusätzliche Beum die Kante E der Rippe W zu begrenzen, und zwar wegung erfährt das Werkstück W durch lineare Bewelängs eines Teiles der Rippe, der gemäß Fig. 15 gung des Werkstücks unter dem Einfluß der Leitparallel zur Rotationsachse 71' liegt. Diese beiden spindel 65 für die Y-Achse der Fräsmaschine sowie Stellen längs des Fräsers weisen einen Abstand d" unter dem Einfluß der Steuerung des Synchronsteuerauf. Da der Schnitt parallel zur Rotationsachse er- 55 gebers 53 für die Fräserversetzung. Es versteht sich, zeug) wird, hat der Teil des Fräsers 58, welcher das daß die Größe der linearen Bewegung durch die Leit-Schneiden durchführt, einen Durchmesser von d', spindel 65 für die Y-Achse ziemlich gering ist. Sie welcher geringer als der Durchmesser d ist und wel- ist jedoch bedeutend im Hinblick auf ein extrem gecher einfach nicht genug Material wegnimmt. Daher naues Fräsen des Werkstücks. Die Rotationsachse 7Γ ist die Breite D der Fläche F der Rippe W vergrös- 60 des Werkstücks wird in einem Abstand zu einer versert. tikalen, die Rotationsachse 58 a des Werkzeuges 58

Ferner variiert, wie sich aus den Fig. 14 und 15 einschließenden Ebene bewegt. Diese Größe der

ergibt, die dreieckige oder trapezförmige Gestalt der Fräserversetzung ist durch das Maß O' in Fig. 16

Rippe W gleichfalls, wenn die Fräserverseizung angezeigt und kann bei diesem Beispiel angenähert

durch Drehung des Werkstücks in Abhängigkeit vom 65 die Hälfte des Werkzeugdurchmessers ('3,17 mm) in

Synchronsteuergeber 53 erfolgt. Da die Rippe W der Höhe der Kante E plus der halben Breite D

sich parallel zur Achse 71' erstreckt, ist die Breite (0,057 mm) betragen, so daß das Maß O' eine typi-

der Basis der Rippe W vermindert, während die sehe Größe von 1,6 mm aufweisen kann. In dem

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Fall, daß eine Nut mit parallel gegenüberliegenden Seiten, wie Fig. 13 zeigt, hergestellt wird, kann die Nut grob geschnitten und dann durch dasselbe Werkzeug fein bearbeitet werden. Dabei kann die Fräserversetzung den Betrag aufweisen, durch welchen die Nut bei der Endbearbeitung verbreitert wird, z. B. das Maß O", welches in der Größenordnung von 0 025 mm sein kann. Die Bewegung des Werkstücks W um das Maß O" wird durch die Leitspindel 65 während der Endbearbeitung erzeugt.

Es versteht sich, daß die meiste Zeit die Relativlage zwischen dem Werkstück W und dem Werkzeug 58 durch beide Synchronsteuergeber 52 und 53 für die Fräserversetzung beeinflußt wird. Die dargestellte extreme Situation macht die Bedeutung der Korrektür jedoch besonders deutlich, die durch den Synchronsteuergeber 53 für die Fräserversetzung für die Y-Achse erfolgt, der die Leitspindel 65 der Y-Achse der Fräsmaschine steuert, wenn die Schneidrichtung parallel zur Rotationsachse des Werkstücks W liegt.

Betriebsart IV

Die Betriebsart IV dient dazu, die Drehbewegung des Werkstücks W durch die Steuereinrichtung 32 für die X-Achse zu steuern. Wie zuvor angegeben, erleichtert eine Reorientierung der Bezugsachsen der Kopiersteuerungsvorrichtung und der Fräsmaschine die Bearbeitung von Werkstücken größeren Durchmessers. Diese Betriebsart ist insbesondere nützlich, wenn eine Arbeit durchgeführt werden muß wie die Herstellung einer Nut von variabler Gangsteigung u«n einen Zylinder herum. Dabei ist es erforderlich, daß das zylindrische Werkstück W sich in einer Richtung um mehrere Umdrehungen dreht

Die Betriebsart IV ist identisch mit der Betriebsart II mit der Ausnahme, daß die Achsen über Kreuz eerichtet sind, so daß die Bewegung in der X-Achsrichtung, entsprechend der Steuereinrichtung 32, die Drehbewegung in der Fräsmaschine und die Bewegung in der Y-Achsrichtung, entsprechend der Steuereinrichtung 33, die Bewegung an der Fräsmaschine in der Richtung* steuert.

Die Betriebsart IV wird durch geeignete Stellung der Schalter in der Schalteinrichtung 82 bewirkt: 82 a — Lage Y, »2 b — Lage A US, 82 c — Lage X, ₈2 d — Lage Y,S2e — Lage A US, 82 / — Lage X.

Betriebsart V

Die Betriebsart V bedeutet eine Verdoppelung dei Betriebsart III mit der Ausnahme, daß die Steuerung zwischen den Bezugsachsen der Kopiersteuervorrichtung und der Fräsmaschine so erfolgt, daß die Steuereinrichtung 32 für die X-Achse die Drehbewegung des Werkstücks W in der Fräsmaschine steuert, während die Steuereinrichtung 33 für die Y-Achse die Bewegung in der Fräsmaschine in der X-Achse steuert. Die Signale vom Synchronsteuergeber 52 füi die Fräserversetzung der X-Achse steuern die Bewegung der Leitspindel 65 für die Υ-Αοί««\ so daO die Fräserversetzung als geradlinige bewegung ausgeführt wird, wie Fig. 16 bei O' zeigt. Die Betriebsweise V wird bewirkt durch geeignetes Einstellen dei Schalter in der Schalteinrichtung 82: 82 α — Lage Y 826 — Lage AUS, Sie — LageX, 32d - Lage Y 82 e — Lage X, 82 / — Lage A US.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kopiersieuerungsvorrichtung für Fräsmaschinen mit einer fotoelektrisch einen Linienzug auf einer ebenen Zähnung abtastenden Abtasteinrichtung, deren Ausgangssignale Steuereinrichtungen zuführbar sind, durch die zur Relativbewegung von Fräswerkzeug und Werkstück Vorschubmotoren in jeder Koordinate steuerbar sind, dadurch gekennze>ch-

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