DE2025460C3 - Kurvengesteuerter Langdrehautomat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kurvengesteuerten angJrehautomat üblicher Bauart mit einer Steuerung ir den Spindelstockvorschub und einer oder mehreren, lit verschiedenen Drehzahlen unabhängig vom Hauptitrieb antreibbardi Steuerwellen tür den Wcrkzcugäger

Herkömmliche kurvengesteucrtc Langdrehautoma- :n dieser Bauari sind so aufgebaut, daß die Bswegunjn einer Vielzahl von Schneidstähkn zur Annäherung

an das Stangenmaterial und zum Abrücken von diesem, wie auch die Vorschubbewegungen des Stangenmaterials selbst, durch mehrere Steuerkurven verursacht werden, die auf einer einzigen Steuerwelle ortsfest angeordnet sind. Da diese Steuerkurven jedesmal ausgetauscht vverden müssen, wenn das Programm geändert wurden soll, um Werkstücke von anderer Form herzustellen, ist das Umrüsten eines solchen kurvengesteuerten Langdrehautomaten demzufolge zeilraubend und umständlich. Außerdem müssen stets neue Kurven berechnet und hergestellt werden. Das jedesmalige Einrichten der Maschine erfordert dabei viel Zeit und eine erfahrene Bedienung. Die bekannten kurvengesteuerten Langdrehautomaten sind infolgedessen zwar für große Stückzahlen geeignet, haben jedoch bei häufiger wechselnden Werkstücken kleiner Serien eine nur mangelhafte Flexibilität.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen kurvengesteuerten Langdrehautomat dahingehend zu verbessern, daß eine Programmänderung ohne Austausch der Steuerkurven durchführbar ist.

Durch Lochband oder Kreuzschienenverteiler vollkommen kurvenlos gesteuerte Drehautomaten sind an sich bekannt. Diese vollkommen kurvenlos gesteuerten Drehaütomaten. bei denen der Werkzeugvorschub elekiriseh oder hydraulisch bewirkt wird, sind jedoch für die Herstellung von verhältnismäßig kleinen Werkstükken bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit weniger gut geeignet als kurvengesteuertc Drehautomaten.

Fs bestand daher ein Bedürfnis an einem kurvengesteuerten Drehautomat mit numerischer Steuerung.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, duß für die Werkzeugträger eine durch einen Schrittmotor unabhängig von der Steuerung für den Spindelstockvorschub antreibbare Steuerwelle vorgesehen ist, deren Steuerkurven über den Umfang jeweils nur eine Arbeitskurve konstanter Steigung aufweisen, daß im Getriebezug zwischen den Steuerkurven für die Werkzeugbewegungen und den Werkzeugträgern elektrisch schaltbaie Kupplungseinrichtungen angeordnet sind, und daß der Schrittmotor und die Kupplungseinrichtungen sowie eine elektromagnetische Werkstückspanneinrichtung und der Hauptspindelmotor durch eine mit Lochband od. dgl. arbeitende numerische Steuerung schalt- bzw. steuerbar sind.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 02 909 ist an sich bereits ein kurvengesteuerter Drehautomat bekannt, bei dem eine die Steuerkurven für die Werkzeugbewegungen tragende Steuerwelle unabhängig vom Hauptantriebsmo*or und mit verschiedenen Drehzahlen angetrieben wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 12 88 871 ist ferner eine Kurvensteuerung für die Längsbewegung des Revolverschlittens eines Revolverdrehautomaten bekannt, bei der lineare Steuerkurven in Form einer archimedischen Spi^rale verwendet werden.

Mit dem Hauptanspruch wird ausschließlich Schutz für die Gesamtkombination sämtlicher darm enthaltetier Merkmale beansprucht. Die Unteransprüche gellen nur im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch.

Mit dem die als erfinderisch beanspruchten Merkmale aufweisenden kurvengesteuerten Langdrehautomat ist es nicht nur möglich, die linearen Steuerkurven in entgegengesetzten Drehrichtungen anzutreiben, sondern es ist auch möglich, den Verdrehung.,winkel und die Verdrehungsgeschwindigkeit der Steuerkurven zu Steuer., um dadurch hin.v·. htlich der Vorschublänge und

der Vorschubgeschwindigkeit unterschiedliche Bewegungen der Werkzeuge zu erzielen, was mit den herkömmlichen Kurvensteuerungen nicht erreicht wurde. Damit ist die Anordnung einer Kupplungsvorrichtung zwischen jedem Kurventaster und d ;m zugeordneten Werkzeug notwendig, die d'·;· Bewegung des Kurventasters wahlweise auf das zugeordnete Werkzeug überträgt. Diese Steuerkurven, welche jeweils einem Werkzeug zugeordnet sind und sich über einen vollen Umfang von 360° erstrecken, sind dabei auf einer gemeinsamen Steuerwelle angeordnet, wodurch es möglich ist, alle diese Werkzeuge wahlweise durch Steuerung des Verdrehungswinkels und der Verdrehungsgeschwindigkeii der Steuerwelle und durch entsprechende Betätigung der Kupplungsvorrichtungen in der gewünschten Weise zu steuern.

Der beschriebene kurvengesteuerte Langdrehautomat zeichnet sich daher durch eine hohe Flexibilität aus, da eine Programmänderung lediglich e^;nen Austausch des Lochtandes oder eines ähnlichen informationsirägers der numerischen Steuerung erforderlich macht, ohne daß die Steuerkurven selbst ausgewechselt werden müssen, wodurch überaus kurze Einstellzeiten erzielbar sind.

Da die Werkzeugbewegungen hinsichtlich Weg und Geschwindigkeit durch den Verdrehungswinkel und durch die Verdrehungsgeschwindigkeit der Steuerwelle bestimmt sind, wobei diese Größen durch eine mit Lochband od. dgl. arbeitende numerische Steuerung schalt· bzw. steuerbar sind, können die Steuerkurven ein unkompliziertes Profil in Form einer archimedischen Spirale aufweisen, bei der der Radius mit dem Drehwinkel linear zunimmt.

Da ferner jedem Werkzeug eine eigene Steuerkurve zugeordnet ist, steht deren voller Umfang von 360° zur Steuerung der Bewegung dieses Werkzeugs zur Verfügung, wodurch eine sehr große Feriigungsgenauigkeit erzielbar ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Gesamtaufbaus des kurvengesteuerten Langdrehautomaten;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Steuerkurve und eines Kurvennachläufers sowie einer dem Kurvennachläufer zugeordneten Kupplungseinrichtung;

F i g. 3 eine gegenüber F i g. 2 abgewandelte Ausführungsform der dem Kurvennachläufer zugeordneten Kupplungseinrichtung;

Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Begrenzungsschalter;

Fig. 5 einen Querschnitt durch den in Fig.4 gezeigten Begrenzungsschalter;

Fig.6 einen Längsschnitt durch einen Nullpunktgeber; und

F i g. 7 einen Querschnitt durch den in F i g. 6 gezeigten Nullpunktgeber.

In der Darstellung nach F i g. 1 ist mit der Bezugszahl 60 ein axial verschiebbarer Spindelstock bezeichnet. Ein Zangenspannfutter, das mittels eines dieses umspannenden Ringes zum Angreifen an einer langgestreckten Stange 61 und zum Freigeben dieser betätigbar ist. sowie ein Motor, durch den der Stange eine Drehbewegung erteilt werden kann, sind in der

45 Zeichnung nicht dargestellt, da es sich hierbei um die bei Langdrehautomaten üblichen Vorrichtungen handelt, so daß hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Zur Betätigung des das Zangenspannfutter umspannenden Ringes bedient man sich in bekannter Weise einer Elektromagneispule 62, und es sind Vorkehrungen dahingehend getroffen, daß ein Arm 63 beim Erregen der Elektro.magnetspule 62 angezogen wird, wodurch der Ring verschoben und das Zangenspannfutter demzufolge zum Angreifen an der Stange 61 betätigt wird, wohingegen der Arm 63 beim Abschalten der Elektromagnetspule 62 durch die Kraft einer Feder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, so daß das Zangenspannfutter die Stange freigibt. Der Spindelstock 60 ist zur Beseitigung eines toten Ganges ständig rait der Kraft einer Feder 64 im Sinne eines Zurückführen belastet und kann durch einen auf einem Zapfen 65 verschwenkbar gelagerten Winkelhebel 66 entgegen der Belastungskraft der Feder 64 nach vorne geführt werden. Ein Schrittmotor 67 dient als Antriebsquelle für den Spindelstock 60. Ein derartiger an sich bekannter Schrittmotor wird durch elektrische impulse gesteuert, wobei jeder Impuls einen bestimmten Drehwinkel der Motorwelle bewirkt. Die Impulsfrequenz ist dabei ein Maß für die Winkelgeschwindigkeit der Motorwelle.

Bei dem gezeigten Langdrehautomat wird die Antriebswirkung des Schrittmotors 67 von der Abtriebswelle 68 des Motors über ein Vorgelege 69,70 auf eine Steuerwelle 71 übertragen, so daß eine auf der Steuerwelle 71 angeordnete lineaie Steuerkurve 72 in Drehung versetzt wird. Durch die Drehbewegung der linearen Steuerkurve 72 wird eine Bewegung eines Kurventasters 73 bewirkt, der unter der Kraft einer nicht gezeigten Feder an der linearen Steuerkurve anliegt, und diese Bewegung des Kurventasters 73 wird durch einen Winkelhebel 74 auf den Winkelhebel 66 übertragen.

Die Steuerkurve 72 besitzt über den Umfang nur eine Arbeitskurve konstanter Steigung, so daß der Bewegungshub des Kurventasters 73 dem Drehwinkel der Steuerwelle 71 proportional ist. Mit anderen Worien. die Arbeitskurve der Steuerkurve 72 hat den Verlauf einer archimedischen Spirale.

Mit der Bezugszahl 75 ist ein auf der Abtriebswelle 68 des Schrittmotors 67 vorgesehener Nullpunktgeber bezeichnet, der dazu dient, die Anfangsstellung des Spindelstockes 60 zu bestimmen. Aufbau und Wirkungsweise dieses Nullpunktgebers sollen weiter unter erläutert werden. Die Bezugszahl 76 bezeichnet einen auf der Steuerwelle 71 vorgesehenen Begrenzungsschalter, der zur Begrenzung des Drehwinkels dei Steuerwelle 71 dient. Aufbau und Wirkungsweise aiese« Begrcnzungsschalters sollen ebenfalls weiter unter beschrieben werden.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist. sind ein erster Schneidstah 77, ein zweiter Schneidstahl 78. ein dritter Schneidstah 79. ein vierter Schneidstahl 80 und ein fünfte Schneidstahl 81 in bezug auf die Stange 61 radia angeordnet. Der erste Schneidstahl 77 und der zweiti Schneidstahl 78 werden von einer Wippe 82 getrager während der dritte Schneidstahl 79, der viert Schneidstahl 80 und der fünfte Schneidstahl 81 i Werkzeughaltern 83,84 bzw. 85 gehaltert sind.

Im folgenden wird die Steuerung der Bewegunge der Wippe 82 bzw. der von dieser getragene Schneidstähle 77 und 78 erläutert.

Eine Abtriebswelle 88 eines Schrittmotors 87 und ein

Steuerwelle 89 sind über ein Vorgelege 90, 91 miteinander verbunden und lineare Steuerkurven 92 und 93 zur Betätigung der Wippe 82 sind in der Weise auf der Steuerwelle 89 angeordnet, daß ihre Steigung gegensinnig ist. Die linearen Steuerkurven 92 und 93 stehen mit Kurventastern 94 bzw. 95 in Eingriff, die an einem Arm % der Wippe 82 angeordnet sind. Hierbei ist der Kurventaster 94 fest mit dem Arm 96 verbunden, während der Kurventaster 95 über eine weiter unten noch zu beschreibende Kupplungseinrichtung in der Weise mit dem Arm 96 verbunden ist, daß er in bezug auf den Arm 96 gleitend verschiebbar ist oder gegenüber diesem festgelegt werden kann. Die Wippe 82 ist ständig mit der Kraft einer Feder 97 zu einer in der Betrachtungsrichtung nach Fig. 1 im Uhrzeigersinn erfolgenden Schwenkbewegung belastet, wobei diese Schwenkbewegung durch einen Anschlag 118 begrenzt ist. Demzufolge wi^d entweder der Kurventaster 94 oder der Kurventaster 95 an der linearen Steuerkurve

92 bzw. an der linearen Steuerkurve 93 in Anlage gehalten. Zur näheren Erläuterung der Betätigungswei- ?e der verschwenkbaren Wippe 82 ist zu erwähnen, daß diese bei einer Drehbewegung der Steuerwelle 89 im normalen Umlaufsinn in Richtung des Pfeiles /"für den Fall einer Festlegung des Kurventasters 95 gegenüber dem Arm % mittels der Kupplungseinrichtung infolge des durch die Steuerkurve 92 bewirkten Hubes des Kurventasters 95 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, so daß der zweite Schneidslahl 78 gegen die Stange 61 geführt wird und diese abdreht. Der mit der Wippe 82 starr verbundene Kurventaster 94 ist dabei wirkungslos, weil die diesem zugeordnete Steuerkurve

93 eine entgegengesetzte, d. h. negative Steigung aufweist. Wird die Kupplungseinrichtung dagegen bei einer Umdrehung der Steuerwelle 89 in Richtung des Pfeiles f in der Ausrückstellung gehalten, so ist demzufolge der Kurventaster 95 in bezug auf den Arm % gleitend verschiebbar und damit für eine Übertragung wirkungslos, und die Wippe 82 wird unter dem Einfluß der Feder 97 durch den Kurventastei i*4 und durch die lineare Steuerkurve 93 in entgegengesetzter Richtung, d.h. im Uhrzeigersinn verschwenkt, so daß nun der erste Schneidstahl 77 gegen die Stange 61 geführt wird und diese abdreht.

Wenn ein dem Anschlag 118 zugeordnetes (nicht gezeigtes) Solenoid abgeschaltet ist. so liegt die Wippe 82 infolge der Belastungskraft der Feder 97 gegen den Anschlag 118 an und wird in einer waagerechten Stellung festgehalten. Wird das Solenoid jedoch erregt und wird demzufolge der Stift des Anschlages 118 eingezogen, so gibt der Anschlag die Wippe 82 frei, die hierauf durch die Kraft der Feder 97 verschwenkt wird. so daß dann entweder der Kurventaster 94 oder der Kurventaster 95 mit der linearen Steuerkurve 93 bzw. mit der linearen Steuerkurve 92 in Eingriff gebracht wird. Die lineare Steuerkurve 93 dient zur Steuerung der Bewegung des ersten Schneidstahls 77. die lineare Steuerkurve 92 dient hingegen zur Steuerung der Bewegung des zweiten Schneidstahls 78. Die Tatsache, daß zwei Steuerkurven zur Bewegungssteuerung der betreffenden Schneidstähle in der oben beschriebenen Weise vorgesehen sind, stellt ein wesentliches Merkmal dar. Falls nämlich zur Auslösung der Schwenkbewegung der Wippe 82 nur eine Steuerkurve vorgesehen ist. so müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die Wippe in einer waagerechten Stellung festgehalten wird, wenn sich der Kurventaster an einer mittleren Stelle der Arbcitskurvc rwischen dem Tiefstpunkt und

dem Scheitel der Steuerkurve befindet, wobei dann der Teilbereich von dieser mittleren Stelle bis hin zum Scheitel zur Steuerung der Bewegung des zweiten Schneidstahls dient, während der andere Teilbereich die Steuerwirkung für den ersten Schneidstahl vermittelt. Für die Steuerung der beiden Schneidstähle kann demnach jeweils nur eine halbe Umdrehung der Steuerwelle genutzt werden, und der Aussteuerungsbereich bleibt daher klein. Sind demgegenüber zwei lineare Steuerkurven vorgesehen, so kann zur Steuerung der beiden Schneidstähle jeweils eine volle Umdrehung der Steuerwelle genutzt werden.

Die Steuerwelle 89 trägt außerdem noch drei weitere lineare Steuerkurven 98, 99 und 100 zur Steuerung der Bewegungen der Werkzeughalter 83, 84 bzw. 85, und mit diesen linearen Steuerkurven 98, 99 und 100 stehen Kurventaster 104,105 bzw. 106 in Eingriff, die jeweils an einem Hebel 101 vorgesehen und mit diesem durch eine Kupplungseinrichtung verbunden sind. Diese Kupplungseinrichtung zwischen den Kurvemastern 104, 105 und 106 und dem diesen jeweils zugeordneten Hebel 101 stellt ein wesentliches Merkmal dar und wird anhand der Fig. 2 näher beschrieben. In Fig. 2 ist die Anordnung der linearen Steuerkurve 98 und des Kurventasters 104 gezeigt, die der Anordnung der anderen linearen Steuerkurve 99 und 100 und der diesen zugeordneten Kurventastern 105 und 106 gleicht.

Wie aus F i g. 2 hervorgeht, ist die lineare Steuerkurve 98 aus zwei archimedischen Spiralen zusammengesetzt, die jeweils eine konstante Steigung besitzen, wobei die Steuerkurve in dem Bereich vom Punkt A bis zum Punkt Seine größere Steigung als in dem Bereich vom Punkt B zum Punkt Cbeshz.. Der Bereich A-Bder Steuerkurve bewirkt dabei den Eilvorlauf des Werkzeugs, während der Bereich ß-Cden Arbeitsvorschub des Werkzeugs bewirkt. Der Bereich ß-Cder Steuerkurve ν ^:.rd daher als Arbeitskurve bezeichnet. Unter der Annahme, da!¹· das Übersetzungsverhältnis des Gclenkhebelrnechantsmus für den Schneidstahl 1 : 1 beträgt, ist die lineare Steuerkurve 98 in der Praxis derart ausgebildet, daß der Bereich vom Punkt A zum Punkt B bei einem Drehwinkel von 60^c einen Hub von 15 mm aufweist, während der Bereich vom Punkt B zum Punkt Γ bei einem Drehwinkel von 300° einen Hub vor, 6 mm aufweist. Die Größe der Vorschubbewegung des Werkzeughalters bei einer Verdrehung der Steuerkurve von A nach ß ist so bestimmt, daß der Schneidstah! in eine Stellung bewegt wird, die von dem Zentrum des Werkstücks um einen vorbestimmten radialen Abstand entfernt ist, der etwas größer ist als der Radius des größten Werkstücks, das mit dem Langdrehautomat bearbeitet werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform beträgt dieser Aostand 5.5 mm.

Die Drehzahl des Schrittmotors 87 wird durch das Vorgelege 90, 91 in der Weise untersetzt, daß sich die Steuerwelle 89. weiche die lineare Steuerkurve 98 trägt, bei jedem Impuls des Schrittmotors um 0,3^c weiterdreht. Fig. 2 zeigt die Kupplungseinrichtung in der Einrückstellung. Hierbei ist eine Magnetspule 107 erregt, und ein Anker 108 ist in einer eingezogenen Stellung festgehalten, in der er einen Kupplungsstift 110 entgegen der Belastungskraft einer Feder 109 nach vorn drückt so daß das andere Ende des KuppJungsstiftes 110 in eine Vertiefung eingreift, die in dem Kurventastcr 104 vorgesehen ist. Wenn sich die lineare Steuerkurve 98 bei diesem Betätigungszustand der Kupplungseinrichtung in Richtung des Pfeiles f verdreht, so wird der Kurvenlaster 104 nach oben geführt und verschwenkt

hierbei den Hebel 101 infolge der Eingriffsverbindung mit dem Kupplungsstift 110 um einen Drehzapfen 112. Die Schwenkbewegung des Hebels 101 wird über einen Schwenkzapfen 113 auf ein Verbindungsglied 86 und von diesem über einen gesondert vorgesehenen Arm auf den Werkzeughalter 83 übertragen, so daß der dritte Schneidstahl 79 gegen die Stange 61 bewegt wird. Der Abstand zwischen dem Drehzapfen 112 des Arms 101 und dem Drehzapfen 113 verhält sich zum Abstand zwischen dem Drehzapfen 112 und der Spitze des Kurventasters 104 in diesem Fall wie 1 zu 2, wodurch die Gewähr für eine erhöhte Genauigkeit in der Ausführung der Bewegung gegeben ist. Der Werkzeughalter 83 bewegt sich daher bei jedem Drehschritt des Schrittmotors £7 um eine Strecke von 0,01 mm.

Wenn der Kurventaster 104 an dem Bereich der Steuerkurve 98 zwischen dem Punkt A und dem Punkt B anliegt, so ist die Hubgeschwindigkeit des Kurvenlasters 104 bezogen auf den Drehungswinkel der Steuerkurve 98 relativ groß und der dritte Schneidstall! 79 wird daher rasch an die Stange 61 herangeführt. Nimmt nämlich der Kurventaster 104 eine Stellung nahe dem Punkt A ein, so ist der dritte Schneidstahl 79 von der Stange 61 weit abgerückt. Hierdurch wird verhindert, daß sich der durch die Betätigung eines anderen Schneidstahls von der Stange 61 abgelöste Span um den dritten Schneidstahl 79 wickelt. Der Hub ist für den Bereich vom Punkt A bis zum Punkt ß also deshalb groß ausgelegt, damit der dritte Schneidstahl 79 aus dieser weit abgerückten Stellung rasch an das Werkstück herangeführt weiden kann, so daß hierdurch die betriebliche Leistungsfähigkeit erhöht wird. Hat der Kurventaster den Punkt B erreicht, so ist der dritte Schneidstahl 79 sehr nahe an die Stange 61 herangeführt, und danach ist die Vorschubgeschwindigkeit des Kurventasters 104 wegen des kleinen Hubs, den die lineare Steuerkurve 98 in dem Bereich hinter dem Punkt B bewirkt, vergleichsweise gering. Der dritte Schneidstahl 79 wird dann, also zum Abdrehen der Stange 61 nur noch langsam in Richtung der Achse der Stange fortbewegt. Es ist zu beachten, daß die Steuerkurve 98 nicht immer eine volle Umdrehung im Uhrzeigersinn ausführt. Wenn der Kurventaster 104 an einem Punkt zwischen den Punkten ß und C der Steuerkurve 98 angekommen ist, wo der vorbestirnmle Durchmesser de*. Werkstücks erreicht ist. so wird die Steuerkurve in dieser Stellung angehallen, und nach erfolgter Bearbeitung wird die Steuerkurve i;n Gegenuhrzeigersinn verdreht, so daß der Schneidstahl in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Darüberhinaus ist eine solche Anordnung vorgesehen, daß der Kupplungsstift 110 aus der Vertiefung 111 des Kurventasters 104 ausgerückt ist, wenn sich dieser an dem Punkt A befindet, und erst dann in diese Vertiefung eingeführt wird, wenn der Kurventaster eine Stellung unweit des Punktes A einnimmt Dies bedeutet, daß der im Arbeitsablauf jeweils nächstfolgende "Schneidstahl nicht zugeführt werden kann, bevor der zuvor betätigte Schneidstahl nicht hinreichend weit zurückgeführt worden ist, so daß in dieser Weise einem Kollidieren der Schneidstähle vorgebeugt werden kann.

Der Hebe! 101 liegt in der Ruhestellung unter dem Einfluß einer (nicht gezeigten) Feder an einem (nicht gezeigten) Anschlag an. so daß die Lage des Kupplungsstiftes 110 festgelegt ist.

Die linearen Steuerkurven 92 und 93 sind ähnlich wie die vorstehend beschriebene lineare Steuerkurve 98 ebenfalls aus zwei archimedischen Spiralen mit unterschiedlicher Steigung zusammengesetzt.

In der Darstellung nach F i g. 2 bezeichnet die Bezugszahl 114 einen Magneten, der von einer mit dem Anker 108 verbundenen Platte 115 im wesentlichen in Gegenüberstellung zu einem Reed-Schalter 116 getragen wird. Bei diesem Magneten 114 handelt es sich um einen Dauermagneten, der gleichzeitig mit dem Anziehen des Ankers 108 beim Erregen der Magnetspule 107 eine Schaltbetätigung des Rced-Schalters 116

ίο auslöst. Der Reed-Schalter 116 wird geöffnet, wenn der Anker 108 infolge der Belastung mit der Kraft der Feder 109 in seine Ausgangsstellung zurückkcnrt. Dieser Reed-Schalter 116 dient dazu, die Betätigung des Kupplungsstiftes 110 zu überprüfen und das Eintreten des Falles zu verhindern, daß zwei oder mehr Schneidstähle infolge eines gleichzeitigen Einrücken^ der an den anderen Kurventastern vorgesehenen Kupplungseinrichtungen zum gleichen Zeitpunkt zugeführt werden. Die Bezugszahl 117 bezeichnet eine Platte aus einer Kunstharzmasse, auf die der Reed-Schalter 11* aulmontiert ist.

Es sei nun wieder auf F i g. 1 Bezug genommen, um die Betätigung von Schneidstählen 119 und 120 zur Bearbeitung der Endfläche der Stange 61 zu erläutern.

Diese Schneidstähle 119 und 120 werden von Werkzeugspindeln 121 bzw. 122 getragen, die mittels einer auf der Steuerwelle 89 angeordneten Kurvcntrommel 123 gesteuert werden. Die Kurventromme! 123 ist mit einer zweifach abgestuften linearen Steuerkurve versehen.

und ein Kurventaster 124 bewegt sich in bezug auf die Kurventrommel entlang dieser Steuerkurve, wodurch ein Hebel 125 zu einer Schwenkbewegung um einen Drehzapfen 125' betätigt und die Werkzeugspindel 121 oder aber die Werkzeugspindel 122 vom anderen Ende des Hebels 125 verschoben wird. Demzufolge wird der von der Werkzeugspinde! 121 getragene Schneidstahl 119 oder der von der Werkzeugspindel 122 getragene Schneidstahl 120 gegen die Endfläche der Stange gedrückt und zu einem Arbeitsvorgang betätigt.

beispielsweise zu einem Bohrvorgang. Der Kurventaster 124 wird durch eine Kupplungseinrichtung 126 ein- oder ausgerückt.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist. hat die Kupplungseinrichtung 126 im wesentlichen den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise wie die in Fig. 2 gezeigte Kupplungseinrichtung, so daß hierauf nicht näher eingegangen zu werden braucht. Der einzige Unterschied ist der. daß bei der Kupplungseinrichtung nach F 1 g. 3 der Kupplungssüft zugleich den Kurventaster 124 bildet. Wird eine Magnetspule 107 erregt, so wird eiri Anker 108 angezogen, so daß der Kurventaster 124 rum Anliegen an der Steuerfläche der Kurventrommel 123 ausgefahren wird und die Bewegung des Kurventasters 124 dann auf den Hebel 125 übertragen wird Wird dagegen die Stromzufuhr zu der Spule 107 unterbrochen, so wird der Kurventaster 124 aus der Stellung de« Anliegens an der Steuerkurve der Kurventrommel 12: ausgerückt, und der Hebel 125 verbleibt in einei Ruhestellung, in der er unter dem Einfluß einer (nich gezeigten) Feder an einem (nicht gezeigten) Anschlaj anliegt.

Die durch den Hebel 125 zu betätigenden Werkzeug spindeln 121 und 122 sind in einem Mehrfachspindelap parat 127 verschiebbar gelagert, der seinerseits au

hs einem Zapfen 128 verschwenkbar gelagert st. An eine Seite des Zapfers 128 ist eine Feder 129 an der Mehrfachspindelapparat verankert wodurch dieser mi der Zugkraft der Feder 129 beaufschlagt wird währen

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auf der anderen Seite des Mehrfachspindelapparates 127 ein Solenoid 130 zur Auswahl des gewünschten Schneidwerkzeugs vorgesehen ist. lsi also das Solenoid 130 abgeschaltet, so wird der Mchrfachspindelapparat 127 infolge der Beaufschlagung mit der Zugkraft der Feder 129 so verschwenkt, daß der Schneidstahl 119 oder ein an dieser Stelle eingesetztes Bohrwerkzeug in eine Gegenüberstellung zur Endfläche der Stange 61 geführt wird, während der Mehrfachspindelapparat 127 beim Einschalten des Solenoius 130 entgegen der Bclastungskraft der Feder 129 in der Weise eine Schwenkbewegung um den Zapfen 128 ausführt, daß der Schneidstahl 120 bzw. ein Bohrwerkzeug in eine Gegenüberstellung zur Endfläche der Stange 61 gebracht wird. Nachdem dann einer der Schneidstähle 119 und 120 oder Bohrwerkzeuge in der beschriebenen Weise in die Gegenüberstellung zu der Stange 61 geführt worden ist. wird die Werkzeugspindel 121 oder 122 durch das Ende des Hebels 125 nach vorn geschoben, so daß ein Bearbeitungsvorgang an d<T Endfläche der rotierenden Stange erfo'gen kann.

Auf der Antriebswelle 88 des Schrittmotors 87 und auf der Steuerwelle 89 sind ein Nullpunktgebcr 131 bzw. ein Begrenzungsschalter !32 vorgesehen, die in ihrem Aufbau dem vorstehend ei wähnten Nullpunktgebcr 75 bzw. der ι Begrenzungsschalter 76 gleichen.

Es soll nun unter Bezugnahme auf die Fig.4 und 5 zunächt der Begrenzungsschalter 132 beschrieben werden. Eine lineare Steuerkurve, die sich stets in der einen Richtung dreht, erfordert an einer Stelle ihrer Umdrehung eine starke Vorlaufbewegung des Kurventasters, und sie würde bei ständiger Drehung in uer Gegenrichtung eine ebenso starke Rücklaufbewegung an jener Stelle erforderlich machen, die der Kurventaster jedoch nicht ausführen kann. Diese Stelle entspricht dem Bereich zwischen dem Punkt A und dem Punkt (Tin F i g. 2. Da dieser Bereich der S;euerkurve nicht genutzt werden kann, müssen unmittelbar vor dem Punk: A und dem Punkt C Begrenzungsschalter vorgesehen sein, die ein Signal liefern, durch das die Betätigung des Schrittmotors unterbrochen wird. Der Einfachheit halber seien die entsprechenden Stellen als Ftücklaufgrenze bzw. als V'nrlaufgrenze bezeichnet. Der Begrerzungsschalter 132 weist ein kastenförmiges G°häuse auf, bestehend aus einem Deckel 133 und einer Isolierplatte 134, und dieses kastenförmige Gehäuse ist drehbar auf der Steuerwelle 89 gelagert. An der Isolierplatte 134 sind ein Rccd-Schalter 135 fur die Vorlaufbegrenzung und ein Reed-Schalter 136 für die Rücklaufbegrenzung vorgesehen. Ein Arm 137 ist mit der Steuerweile 89 fest verbunden und i^rägt in Gegenüberstellung zu den Reed-Schaltern 135 und 136 einen Magneten 138. Die Betätigung des Begrenzung? schalters 132 ,Tiit dem vorbeschriebenen Aufbau erfolgt in der Weise, daß beim Annähern des Magneten 138 an den Reed-Schalter 135 bei normaler Drehrichtung der Steuerwelle 89 die Kontakte des Reed-Schalters 135

geschlossen werden, so daß dann die Drehbewegung des Schrittmotors 87 beendet wird, und daß beim Annähern des Magneten 138 an den Reed-Schalter 136 die Kontakte dieses Reed-Schalters geschlossen werden, woraufhin die Drehbewegung des Schritimotors 87 ebenfalls beendet wird.

Als nächstes soll nun anhand der Fig. 6 und 7 der NuUpunkigeber 131 beschrieben werden. Der Nullpunktgeber 131 weist gleichfalls ein kastenförmiges Gehäuse auf, das aus einem Deckel 139 und einer Isolierplatte 140 besteht, wobei dieses kastenförmige Gehäuse drehbar auf der Abtriebswelle 88 des ochrittmotors 87 gelagert ist.

An der Isolierplatte 140 ist ein Reed-Schalter 141 vorgesehen, während ein an der Abtriebswellc 88 befestigter Arm 142 in Gegenüberstellung zu der¹ Reed-Schalter 141 einen Magneten 143 trägt. Dreht sich also die Abtriebswelle 88 und nähert sich der Magnet 143 hierbei dem Reed-Schalter 141, so werden die Kontakte dieses Reed-Schalters geschlossen, und es wird ein Signal abgegeben, in diesem Fall ein Nuilpunkisignal. Der Zeitpunkt der Signalabgabe dieses Nullpunktsignais entspricht einer Stellung des Kurventaster!: 104 gegenüber dem Punkt B der linearen Steuerkurve 98, und der Drehwinkei der Abtriebswelle 88 wird unter Zugrundelegung dieser Stellung bestimmt. Da die Drehzahl der Steuerwelle 89 gegenüber der Abtriebswelle 88 des Schrittmotors 87 untersetzt ist. würde der Nullpunktgeber 131 bei einer Umdrehung der Steuerwelle 89 mindestens zweimal den Reed-Schalter 141 betätigen, so daß die Lage des Punktes B auf der Steuerkurve nicht eindeutig bestimmt wäre. Aul der Isolierplatte 134 des Begrenzungsschalters 132 ist daher ein (nicht gezeigter) zusätzlicher Reed-Schalter in einer Stellung angeordnet, die der Lage des Punktes B auf der Steuerkurve 98 entspricht, um ein Nullpjnktsignal zu erzeugen. Der zusätzliche Reed-Schalter kann aber kein Signal erzeugen, das die Winkelsteilung der Steuerkurve genau angibt, und es ist daher der in F ι g. 7 gezeigte Re^d-Schaltcr 141 vorgesehen, um die genaue Wirkelstellung der Steuerkurve zu ermitteln, und ferner ist eine Einrichtung vorgesehen, um ein Ausgangs- oder Nullpunktsignal /u erzeugen, wenn sich sowohl der Reed-Schalter 141 als auch der zusätzliche Rced-Sehalter auf der Isolierplatte 134 in der »Ein« Stellung befinden.

Da die lineare Steuerkurve 72 nur eine Stufe besitzt wird das Nulipunktsignal in diesem !"all beim Erreichter eines Punktes nahe dieser Stufe abgegeben.

Von einer näheren Erläuterung des Aufbaus und dei Wirkungsweise der im Zusammenhang mit den beschriebenen l.angdrehautomaten verwendeten elektrischen Steuereinrichtung zur Steuerung der Schritt motorc und der Kupplui.gseinrichtungen sowie dei elektromagnetischen Werksiückspanneinrichtung kanr abgesehen werden, da dem Fachmann derartige elektrische numerische Steuerungen bekannt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kurvengesteuerter Langdrehautomat mit einer Steuerung für den Spindelstockvorschub und einer oder mehreren, mit verschiedenen Drehzahlen unabhängig vom Hauptantrieb antreibbaren Steuerwellen für die Werkzeugträger, dadurch gekennzeichnet, daß für die Werkzeugträger eine durch einen Schrittmotor (87) unabhängig von der Steuerung für den Spindelstockvorschub antreibbare Steuerwelle (89) vorgesehen ist, deren Steuerkurven (98, 99, 100, 92, 93, 123) über den Umfang jeweils nur eine Arbeitskurve konstanter Steigung aufweisen, daß im Getriebezug zwischen den Steuerkurven für die Werkzeugbewegungen und den Werkzeugträgern elektrisch schaltbare Kupplungseinrichtungen angeordnet sind, und daß der Schrittmotor (87) und die Kupplungseinrichtungen sowie eine elektromagnetische Werkstückspanneinrichtung und der Hauptspindelmotor durch eine mit Lochband od. dgl. arbeitende numerische Steuerung schalt- bzw. steuerbar sind.

2. Kurvengesteuerter Langdrehautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Kupplungseinrichtungen (107-111) einen Kupplungsstift (110) umfaßt, welcher zwischen einer Eingriffsstellung, in weicher der zugeordnete Kurventaster (95, 104- 106) über diesen Kupplungsstift (HO) mit einem das zugeordnete Werkzeug (77 —81) abstützenden Arm (82, 101 -103) mechanisch verbunden ist, und einer Ausrückstellung, in welcher der zugeordnete Kurventaster von dem abstützenden Arm getrennt ist, verschiebbar ist.

3. Kurvengesteuerter Langdrehautomat nach Anspruch 1, mit einer zvei Werkzeuge tragenden und auf einer Welle verschwenkbar gelagerten Wippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Wippe (82) einen mit der Wippe (82) fest verbundenen ersten Kurventaster (94), einen unter Zwischenschaltung einer Kupplungseinrichtung (107-111) verschiebbar und festlegbar mit der Wippe (82) verbundenen zweiten Kurventastcr (95) und zwei mit dem ortsfesten bzw. mit dem verschiebbar angeordneten Kurventaster (94 bzw. 95) zusammenwirkende lineare Steuerkurve (93, 92) umfaßt, welche jeweils als archimedische Spiralen ausgebildet sind, wobei die beiden linearen Steuerkurven (93, 92) derart auf der Steuerwelle (89) angeordnet sind, daß die archimedischen Spiralen in bezug auf die gleiche Drehrichtung der Steuerwelle (89) eine entgegengesetzte Steigung aufweisen, wodurch sie die Stellung der verschwenkbaren Wippe (82) über den ortsfesten und den beweglichen Kurventastcr (94,95) steuern.