DE2128221B2

DE2128221B2 - Motion control system using maltese cross - has hydraulic drive and cross acts as lightly loaded template defining motion

Info

Publication number: DE2128221B2
Application number: DE2128221A
Authority: DE
Inventors: Detlef Ddr 7026 Leipzig Langer
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
Current assignee: Werkzeugmaschinenkombinat 7 Oktober VEB
Priority date: 1971-01-05
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1980-05-08
Also published as: DE2128221C3; DE2128221A1

Abstract

The required position indicator which forms part of the control circuit represents the ideal drive movement and is in the form of a miniature Maltese cross which requires little power to drive. The shaft of the Maltese cross, which cannot move axially is mounted in a nut with recirculating balls. The axial movement of the nut is transmitted to a control valve. The control valve feeds hydraulic fluid to the drive of the drum. The control valve feeds hydraulic drive provides the necessary power for the drum movement. The actual position of the drum is fed to the control by a gear drive connected to the drum.

Description

Die Erfindung betrifft den Antrieb zum Schalten der π Spindeltrommel von Mehrspind'Mdrehautomaten, unabhängig von den Steuerwellen, mittels eines hydraulischen Motors.The invention relates to the drive for switching the π spindle drum of multi-spindle automatic lathes, independently from the control shafts, by means of a hydraulic motor.

Es sind Einrichtungen zum Schalten der Spindeltrommel bekannt, die sich im wesentlichen in zwei Gruppen ίο einteilen lassen.There are devices for switching the spindle drum known, which are essentially in two groups ίο let divide.

Zur einen Gruppe gehören kurvengesteuerte Automaten mit ein- oder zwei Steuerwellen, die sämtliche Schalt- und Weginformationen der Maschine beinhalten. 4iOne group includes cam-controlled machines with one or two control shafts, all of which Include switching and travel information for the machine. 4i

Dort erfolgt die Schaltung über Malteserkreuzgetriebe, wobei die Schaltbewegung von der Steuerwelle abgeleitet wird.There the gear shift takes place via Geneva gears, with the gear shifting from the control shaft is derived.

Auch reine Kurventriebschaltwerke finden dort Verwendung. ^r> <>Pure curve drive switching mechanisms are also used there. ^r ><>

Bei allen diesen Maschinen müssen die Kurven ausgetauscht werden, was im Bereich der Mittelserienfertigung einen zu hohen Arbeitsaufwand, erhöhte Lagerhaltung und Kosten zur Folge hat, so daß bei rüstzeitarmen, für kleine und mittlere Losgrößen ^ri^r> ausgelegte Maschinen vom Kurvenantrieb abgegangen werden muß.In all these machines, the curves must be replaced, which has a too heavy workload, increased inventory and costs in the medium batch production result so that has to be disposed of at rüstzeitarmen, for small and medium batch sizes ^r i ^r> designed machines of the cam drive.

Zur zweiten Gruppe gehören die Einrichtungen, bei denen die Spindeltrommelschaltung durch einen hydraulischen Arbeitszylinder oder durch gesonderten «> Elekromotor über Schneckengetriebe und Ritzelwelle erfolgt. Dabei wird die Spindeltrommel etwas über die nächste Spindelstellung hinausgeschaltet und dann langsam gegen einen Anschlag zurückgedreht. Danach erfolgt die Verriegelung. b^r>The second group includes those devices in which the spindle drum is switched by a hydraulic working cylinder or by a separate electric motor via worm gear and pinion shaft. The spindle drum is switched a little beyond the next spindle position and then slowly turned back against a stop. Then the locking takes place. b ^r >

Diese Einrichtungen erfordern einen hohen technischen Aufwand. Der wirtschaftliche Einsatz von MehrsDindeldrehautomaten, besonders in der Mittelserienfertigung erfordert niedrige Schaltzeiten.These facilities require a high level of technical complexity. The economic use of Multi-spindle automatic lathes, especially in medium-series production, require short switching times.

Bei den kurvenlos gesteuerten Einrichtungen dieser zweiten Gruppe ist es sehr schwierig, die beträchtlichen Massen der Spindeltrommel mit Drehspindeln, evtl. Stangenführung und Werkstoffstangen bis auf die Maximalgeschwindigkeit zu beschleunigen und dann die erreichte Beschleunigungsenergie genauso schnell wieder abzubremsen. Die Ursache hierfür ist darin zu suchen, daß eine stoßfreie Beschleunigung und Bremsung der Spindeltrommel bei gleichzeitiger Minimierung der Beschleunigungs- und Bremskräfte am günstigsten durch ein Malteserkreuzgetriebe erreicht wird. Die genannten Einrichtungen hingegen können nur mit konstanten Kräften bzw. Drehmomenten arbeiten; eine Umgehung dieses Mangels ist nur durch aufwendige Regeleinrichtungen möglich. Diese sind aber sehr störanfällig und werden deshalb nicht verwendet. Gleichfalls tritt bei der Beaufschlagung des Zylinders mit öl bzw. dem Einschalten des Elektromotors ein Stoß auf, der ebenfalls unerwünscht ist With the camless controlled devices of this second group, it is very difficult to accelerate the considerable mass of the spindle drum with rotating spindles, possibly rod guides and material rods up to the maximum speed and then just as quickly to decelerate the acceleration energy achieved. The reason for this is to be found in the fact that shock-free acceleration and braking of the spindle drum while at the same time minimizing the acceleration and braking forces is best achieved by a Maltese cross gear. The devices mentioned, however, can only work with constant forces or torques; this deficiency can only be circumvented through complex control systems. However, these are very prone to failure and are therefore not used. Likewise the cylinder occurs with the application of oil or switching on of the electric motor, a shock, which is also undesirable

All diese Nachteile können bei den beschriebenen Einrichtungen nur durch Verlängerung der Schaltzeit gemindert werden, was zu wirtschaftlichen Nachteilen führt.All these disadvantages can only be avoided in the described devices by increasing the switching time can be reduced, which leads to economic disadvantages.

Die Umstellung solcher Einrichtungen von Einfachauf Doppelschaltung erfordert in jedem Falle eine Verstellung von Nocken bzw. Anschlägen und is' damit mit einer Justage verbunden, damit die Endstellung der Spindeltrommel mit geringer Abweichung erreicht wird und die Verriegelung erfolgen kann. Eine solche Montage, bzw. justage ist zeitaufwendig und verlängert die Dauer des Umrüstens.The conversion of such devices from single to double switching always requires one Adjustment of cams or stops and is connected with an adjustment so that the end position of the Spindle drum is reached with little deviation and the locking can take place. Such Assembly or adjustment is time-consuming and increases the duration of the changeover.

Aus diesen genannten Gründen ist der Einsatz dieser bisher bekannten Schalteinrichtungen an Mehrspindeldrehautomaten besonders in der Mittelserienfertigung nicht wirtschaftlich.For these reasons, the use of these previously known switching devices on multi-spindle automatic lathes not economical, especially in medium series production.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltantrieb der eingangs genannten Art — also einen der zweiten Gruppe angehörigen Schaltantrieb — so weiterzubilden, daß mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand bei der Schaltung der Spindeltrommel der optimale Bewegungsablauf erreicht wird.The invention is based on the object of a switching drive of the type mentioned - that is, one the second group belonging switching drive - so that with comparatively little technical effort when switching the spindle drum the optimal sequence of movements is achieved.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß zur Anwendung eines bekannten hydraulischen Lageregelkreises, bei dem als Sollwertgeber im Bereich geringer Energien ein Getriebe vorgesehen ist, welches die ideale Antriebsbewegung vorgibt und über ein im Anschluß daran angeordnetes weiteres Getriebe einen Verstärker zum Zuführen der zum Antrieb notwendigen hohen Energie beaufschlagt, indem ein Eingang des weiteren Getriebes mit dem Steuerschieber eines hydraulischen Ventils für die Steuerung eines hydraulischen Motors verbunden ist und bei welchem zur Einleitung des Istwertes ein zweiter Eingang des weiteren Getriebes vorgesehen ist, das die ideale Antriebsbewegung vorgebende Getriebe ein Malteserkreuzgetriebe ist und das weitere Getriebe ein Schraubtrieb ist, der aus einem Muttergewindeteil besteht, mit dem die axial unbeweglich angeordnete Abtriebswelle des Malteserkreuzgetriebes in Gewindeverbindung steht, dessen Axialbewegung auf den Steuerschieber übertragbar ist und welches über ein mit der Spindeltrommel verbundenes Rädergetriebe und eine im Muttergewindeteil axial verschiebbare Mehrkeilwelle zur Einleitung des Ist-Wertes drehantreibbar ist.According to the invention this is achieved in that for the application of a known hydraulic position control loop, in which a gear is provided as a setpoint generator in the area of low energies, which is the ideal Provides drive movement and an amplifier via a further gear arranged in connection therewith to supply the high energy required for the drive applied by an input of the further Gearbox with the control slide of a hydraulic valve for the control of a hydraulic motor is connected and in which a second input of the further transmission is used to initiate the actual value it is provided that the ideal drive movement specifying gear is a Maltese cross gear and the further gear is a screw drive, which consists of a nut thread part, with which the axially immovable arranged output shaft of the Maltese cross gear is in a threaded connection, the axial movement of which can be transferred to the control slide and which via a connected to the spindle drum Gear drive and a multi-spline shaft that can be axially displaced in the nut thread part for introducing the actual value is rotatable.

Ausgangspunkt ist also eine Führungsgröße w, die die Zeitdauer einer Schaltung vorgibt, sowie auch die Schaltrichtung bestimmt. Diese Führungsgröße wird imThe starting point is therefore a reference variable w, which specifies the duration of a shift and also determines the shift direction. This reference variable is used in

Sollwertgeber, einem Malteserkreuzgetriebe in Miniaturausführung, so umgeformt, daß mit dem Sollwert der Bewegungsablauf der Trommelschaltung modelliert dargestellt wird. Dieser Sollwert wini als Drehbewegung dem Vergleicher, einem Doppelschraubtrieb zugeführt, der ihn in eine Längsbewegung umwandelt. In dem Vergleicher wird der Sollwert mit dem von der Spindeltrommel zurückgemeldeten Istwert verglichen und die Stellgröße an den Verstärker, ein Steuerschieber weitergegeben. Ein Wandler, beispielsweise ein Axialkolbenmotor mit zusätzlichem Getriebe, paßt das verstärkte Signal an die Erfordernisse der Spindeltrommelschaltung an, d.h. er wandelt es wieder in eine Drehbewegung um, die die Regelgröße darstellt.Setpoint generator, a miniature Geneva cross gear, transformed in such a way that the sequence of movements of the drum circuit is modeled with the nominal value is pictured. This setpoint wini as a rotary movement fed to the comparator, a double screw drive, which converts it into a longitudinal movement. In the comparator, the setpoint is compared with the actual value reported back by the spindle drum and the manipulated variable is passed on to the amplifier, a control slide. A converter, for example a Axial piston motor with additional gear, adapts the amplified signal to the requirements of the spindle drum circuit on, i.e. it converts it back into a rotary movement, which represents the controlled variable.

Prinzipiell sind derartige Lageregelkreise bei Werkzeugmaschinensteuerungen bekannt, wie beispielsweise die DE-PS 8 32 229 zeigt. Durch die Erfindung wird auf einfache Weise erreicht, daß die vom Arbeitszyklus einer Steuerwelle unabhängige Schaltung der Spindelrrommel mittels eines hydraulischen Motors mit der bekannt guten Bewegungscharakteristik der kurvengesteuerten Spindeltrommelschaltungen erfolgt.In principle, such position control loops are used in machine tool controls known, as for example DE-PS 8 32 229 shows. The invention is based on achieved in a simple manner that the switching of the spindle drum, which is independent of the duty cycle of a control shaft by means of a hydraulic motor with the well-known good movement characteristics of the cam-controlled Spindle drum switching takes place.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Funktionsschaltbild. Die Führungsgröße w wird dargestellt durch die Drehzahl und Drehrichtung eines polumschaltbaren Elektromotors 1, der als Getriebebremsmotor ausgelegt ist. Über ein Malleserkreuzgetriebe 2, das in Miniaturausführung gebaut werden kann, wird der Sollwert als Winkelbewegung auf die Welle 3 übertragen. Die Drehbewegung der Welle 3 erzeugt über das an der Welle befindliche Schraubengewinde 4 im zugehörigen, längsverschiebbaren Muttergewind-'teil 5 eine Längsverschiebung, die durch den Hebel 6 auf den Steuerschieber 7 eines hydraulischen Ventils 8 übertragen wird. Diese Längsbewegung entspricht der Stellgröße des Lageregelkreises. Das Ventil 8 stellt den Verstärker dar. Es steuert über den energiereichen Ölstrom einen Axialkolbenmotor 9 an, der als Wandler den Druck und Förderstrom des ölkre'islaufes in ein Drehmoment und eine Winkelgeschwindigkeit für die Bewegung der Spindeltrommel 10 über ein zusätzliches Getriebe 11 umsetzt Die damit eingeleitete Drehbewegung der Spindeltrommel 10 stellt die Regelgröße dar. Sie wird über das Rädergetriebe 12 als Isfwert auf die Welle 13 übertragen. Die Welle 13 trägt an ihrem Ende eine Mehrkeilwelle 14, die die Längsbewegung des Gewindestückes 5 gestattet. Über das Muttergewinde des Gewindestückes 5 wird durch dessen Drehbewegung die Verstellung zurückgedreht. Der Doppelschraubtrieb 4; 5; 14 wirkt damit als Vergleicher.The accompanying drawing shows a functional diagram. The reference variable w is represented by the speed and direction of rotation of a pole-changing electric motor 1, which is designed as a geared brake motor. The nominal value is transferred to the shaft 3 as an angular movement via a Mallescan cross gear 2, which can be built in miniature. The rotary movement of the shaft 3 generates a longitudinal displacement via the screw thread 4 located on the shaft in the associated, longitudinally displaceable nut thread part 5, which is transmitted by the lever 6 to the control slide 7 of a hydraulic valve 8. This longitudinal movement corresponds to the manipulated variable of the position control loop. The valve 8 represents the booster. It controls an axial piston motor 9 via the high-energy oil flow, which as a converter converts the pressure and delivery flow of the oil circulation into a torque and an angular speed for the movement of the spindle drum 10 via an additional gear 11 The initiated rotary movement of the spindle drum 10 represents the controlled variable. It is transmitted to the shaft 13 as an isf value via the gear train 12. The shaft 13 carries a multi-spline shaft 14 at its end, which allows the longitudinal movement of the threaded piece 5. The adjustment is turned back by its rotary movement via the nut thread of the threaded piece 5. The double screw drive 4; 5; 14 thus acts as a comparator.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patentanspruch:Claim:

Switching drive for the spindle drum of a multi-spindle automatic lathe, staying independent of the tax, by means of a hydraulic motor, characterized in that a gear is provided for the application of a known hydraulic position control circuit in which as a setpoint generator in the range of low energies, which specifies the ideal drive movement and over a further gear arranged next to it acts on an amplifier for supplying the high energy necessary for the drive, in that an input of the further gear is connected to the control slide of a hydraulic valve for controlling a hydraulic motor and at which a second input for introducing the nasty actual value the further gear is provided, which the ideal drive movement specifying gear is a Maltese cross gear (2) and the further gear is a screw drive (4; 5; 14), which consists of a female thread part (5) with which the axially immovable output bswelle (3) of the Maltese cross gear is in a threaded connection, the axial movement of which can be transmitted to the control slide (7) and which is initiated via a gear train (12) connected to the spindle drum (10) and an axially displaceable multi-spline shaft (14) in the female thread part (5) of the actual value can be driven in rotation.

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