DE2201445B2 - Elektrische Steuerungsvorrichtung für die Hubbewegung von Werkzeug- oder Werkstückträgern an Werkzeugmaschinen, insbesondere Honmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerungsvorrichtung für die Hubbewegung von Werkzeug- oder Werkstückträgern an Werkzeugmaschinen, insbesondere Honmaschinen, mit einem mit dem zu verstellenden Werkzeug- oder Werkstuckträger gekoppelten, elektrischen Impulsgeber, von dem eine der zurückgelegten Weglänge entsprechende Anzahl von Impulsen abgebbar ist, und mit einer voreinstellbaren, elektrischen Zähleinrichtung zur Summation der vom Impulsgeber ausgehenden Impulse, wobei von der Zähleinrichtung bei Erreichen vorbestimmter Zählwerte Steuersignale an Steuerglieder des Antriebs für die Hubbewegung abgebbar sind.

An Werkzeugmaschinen wie Honmaschinen weisen Werkzeug- bzw. Werkstückträger häufig ganz erhebliche Abmessungen und Massen auf, so daß sich bei der exakten Steuerung der Relativbewegung von Werk stück und Werkzeug mit Rücksicht auf die von Werk stück zu Werkstück häufig recht unterschiedlichen Bewegungsabläufe Probleme ergeben.

Es ist bekannt, die Umsteuerung der Bewegung beispielsweise des Schlittens einer Honmaschine durch einstellbare mechanische Anschlag- und Schaltteile vorzunehmen. Hierzu ist aus der DTPS 6 12 670 eine Steuerungsvorrichtung bekannt, bei der an einet Schaltleiste des Maschinengestells einstellbare An schlagteile vorgesehen sind, die bei der Spindelbewe gung einen an der Spindel vorgesehenen Schalthebe zum Umsteuern der Maschine bewegen.

Ähnlich sind im Falle einer aus der DT-AS 12 64 988 bekannten Honmaschine verstellbare Anschlagschalter am Maschinengestell vorgesehen, die mit einem Anschlag am Spindelkopf zusammenwirken, der für die Hubumkehr den jeweiligen Schalter schließt und damii die elektrische Umsteuerung eines Steuerschiebers zui Umkehrung der Hubrichtung herbeiführt.

Derartige mechanische Steuervorrichtungen weisen den Nachteil auf. daß sie die Hubbewegung nicht genau begrenzen und insbesondere bei variablen Hubgeschwindigkeiten große Abweichungen gegenüber den an den mechanischen Anschlägen eingestellten Umsteuerpunkten aufweisen. Naturgemäß gilt dies garw besonders, wenn es sich um schwere Schlittenmaschinen handelt, wo große, schnell bewegte Massen schlagartig abzubremsen und in umgekehrter Richtung wie der zu beschleunigen sind Nach Einleitung des Ab bremsvorganges läuft der Maschinenschlittcn bis zut völligen Vernichtung seiner kinetischen Energie in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit mehr oder weniger weit über den beispielsweise durch den Endschalter begrenzten Arbeitshubbereich hinaus, was insbe sondere bei Honmaschinen zu Bearbeitungsfehlcrn, vor

illem zu unerwünschten Zylindrizitätsfehlern der Werkstücke führt, sofern das Bedienungspersonal der Maschine nicht durch mühsames und langwieriges Probieren diejenige Stellung der Endschalter emittelt, bei welcher der Maschinenschlitten den vorgesehenen Arbe'tshabbereich nicht verläßt. Eine genaue Voreinstellung zur Begrenzung der Hubbewegung ist daher nicht möglich. Die Endschalter oder Anschläge müssen b-i mit der entsprechenden Arbeitsgeschwindigkeit bewegtem Maschinenschlitten eingestellt und nach jeder vorgenommenen Änderung der Hubgesciiwindigkeit wieder nachgestellt werden.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Hubsteuerungen vi\ darin zu sehen, daß die Anschläge unmittelbar am Maschinenschlitten bzw. an der Spindel oder am Maschinenständer angeordnet sind, so daß die Einstellung der Anschläge oder Endschalter an der Maschine selbst erfolgen muß. Eine Fernbedienung beispielsweise von einem zentralen Steuerpult aus, wie sie insbesondere bei großen Werkzeugmaschinen und vor allem bei Honmaschinen wünschenswert ist, ist daher nicht möglich.

Zur Vermeidung des erstgenannten Nachteiles einer geschwindigkeitsabhängigen Überlaufstrecke des Ma schinenschhttens über die Anschläge oder Endschalter hinweg ist es im Zusammenhang mit einer Positionierung des Werkzeuges gegenüber dem Werkstück bekannt, den Vorschubweg mittels einer voreinstellbaren Zähleinrichtung zu messen, die beim Erreichen eines bestimmten Zählwertes vor der gewünschten Position die Geschwindigkeit des Vorschubes beispielsweise von einem Eilgang auf einen Kriechgang herabsetzt und den Kriechgangantrieb sodann beim Erreichen des der gewünschten Position entsprechenden voreingestellten Zählwertes stillsetzt. So wird im Falle der Steuereinrichtung für Vorschubantriebe nach der DT-AS 10 61 877 in einem gewissen Abstand von der gewünschten Positionierstellung ein Vorimpuls erzeugt, der zur Umschaltung des Vorschubmotors auf langsamere Drehzahl ausgenutzt wird und der eine weitere fest eingestellte Zähleinrichtung in Gang setzt, welche die Restimpulse bis zur gewünschten Stellung des Mascl 'enteils zählt und dann einen Auslöseimpuls gibt, dei /iir Stillsetzung des Vorschubmotors erwendet wird. 4S

Ähnlich wird irr Falle der Steuervorrichtung nach der DTPS 9 46 939 ein Überlaufen der gewünschten Position dadurch verhindert, daß an Zählwerken mit einer gröberen Teilung, denen eine verhältnismäßig hohe Ver tellgeschwindigkeit zugeordnet ist, ein besonderer Vorkontakt vorgesehen ist, der — bevor das Zählwerk seine Nullstellung erreicht hat — über ein Hilfsschütz die Verstellgeschwindigkeit herabsetzt, die dem Zählwerk mit der nächst feineren Teilung zugeordnet isi, auf diese Weise wird die Geschwindigkeit des Maschinenteils bei Annäherung an die gewünschte Position schrittweise auf eine Kriechbewegung herab gesetzt die exakt an der vorgesehenen Stelle zum Stillstand kommt.

Eine solche S'euerung ist zur Umsteuerung der Hubbewegung an Werkzeugmaschinen wie Honmaschinen od. dgl. nicht anwendbar. Hierbei ist die Hubgeschwindigkeit der bewegten Masse in der Regel mii zehn bis vierzig Metern' pro Minute wesentlich größer als die Eilganggeschwindigkeit der bekannten Maschinen im &5 Vorschub, und es muß die Abbremsung und Wiederbeschleunigiing der schnellbewegten Masse schlagartig erfoleen. ohne daß zuvor die Arbeitsgeschwindigkeit schrittweise über feste Geschwindigkeuswerte auf einen Kriechgang herabgesetzt wird.

Zur Vermeidung des weiteren, bei den genannten, bekannten Honmaschinen auftretenden Nachteils einer Verstellmöglichkeit der Hubumkehr nur an der Maschine selbst ist es bei einer aus der Zeitschrift »Industrie-Anzeiger«, 1955, Nr. 1, S. 5, rechte Spalte, bekannten elektrischen Steuerungsvorrichtung de·' eingangs bezeichneten Gattung für die Hubbewegung an Werkzeugmaschinen vorgesehen, die zu überwachende und zu steuernde Bewegung in Impulse umzuformen, die einer bestimmten Wegstrecke zugeordnet sind und die Impulse mit einem elektronischen Zählgerät zu zählen, an dem bestimmte Zählwerte eingestellt werden und das einen Ausschalt- oder Umsteuerimpuls liefert, sobald die eingestellte Impulszahl erreicht ist. Neueinstellungen von Zählwerten lassen sich dabei ohne weiteres von einem zentralen Steuerpult aus schnell vornehmen.

Es tritt hier jedoch wiederum der Nachteil auf, daß insbesondere an Werkzeugmaschinen mit wechselnden Hubgeschwindigkeiten wie Honmaschinen das über einen bestimmten Zählwert voreingestellte Hubende in Abhängigkeit von der gewählten Hubgeschwindigkeit mehr oder weniger weit überfahren wird und bei einem Wechsel der Hubgeschwindigkeit jeweils erst ausprobiert werden muß, auf welchen Wert das Zählwerk eingestellt werden muß, um eine tatsächliche Hubumkehr an der gewünschten Stelle zu erreichen; durch die bei der Vorschubbewegung bekannte Zwischenschaltung eines Kriechganges bei Annäherung an den Endpunkt der Bewegung können diese Nachteile im Falle der Hubumkehr etwa bei Honmaschinen aus den schon erläuterten Gründen nicht beseitigt werden.

Ausgehend von einer elektrischen Steuerungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine solche Steuerungsvorrichtung zu schaffen, die bei möglichst einfachem Aufbau unabhängig von der gewählten Hubgeschwindigkeit eine Bewegungsumkehr exakt am vorbestimmten Umkehrpunkt gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zähleinrichtung einen Absolutwertzähler und mehrere, von je einem vorbestimmten Zählimpuls aktivierbare Positionierzähler zur Betätigung der eine Bewegungsumkehr auslösenden Steuerglieder des Antriebs aufweist und daß zwischen die Steuerglieder und die zugeordneten Positionierzähler je ein in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit einstellbares Verzögerungsglied geschaltet ist.

Dadurch wird eine von mechanischen Verschleißteilen weitestgehend unabhängige Hubsteuerung geschaffen, mit welcher die Umsteuerung exakt durchgeführt und ohne Schwierigkeiten der jeweiligen Hubgeschwindigkeit angepaßt werden kann. Hierzu ist es Ie diglich erforderlich, die vorgesehenen Hubumkehr punkte an den zugeordneten Positionierzählern einzu stellen, deren voreingestellte Werte bei einem Wechse der Hubgeschwindigkeit nicht geändert werden müs sen, da eine geschwindigkeitsabhänige Änderung dei bei ^r!er Abbremsung zu vernichtenden Energie durcl das in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit ein stellbare Verzögerungsglied berücksichtigt wird. Wei tcrhin sind die Steuerorgane nicht unmittelbar an dii bewegten Teile der Werkzeugmaschine gekoppelt, s( daß eine Fernbedienung möglich ist und eine schnell· und bequeme Bedienung gewährleistet ist.

In Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Verzöge rungsglied mittels eines /?C-Glieder zu- bzw. abschal

tenden Schalters einstellbar, der seinerseits mit dem Verstellorgan für die Hubgeschwindigkeit gekoppelt ist. Dadurch wird eine automatische Anpassung der für jede Hubgeschwindigkeit erforderlichen Verzögerung des Beginns der effektiven Umsteuerschaltung erreicht. Eine noch feinere und gegebenenfalls stufenlose automatische Anpassung und Einstellung des Beginns der Verzögerung ergibt sich in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß bei Erreichen der vorgewählten Stellung des Positionierzählers ein dem Zählwert analoges Signal einem Kurvengenerator als Verzögerungsglied zuführbar ist. der eine der Verzögerungscharakteristik des bewegten Maschinenteils entsprechende Kennlinie aufweist und der eine entsprechend dem eingegangenen analogen Signal verzögerte Auslösung der nachgeordneten Steuerglieder zur Bewegungsumkehr herbeiführt.

Eine einfache Auslösung verschiedener, im Rahmen des Bewegungsablaufs bei der Bearbeitung gewünschter Vorgänge in Abhängigkeit vom jeweils zurückgelegten Hubweg kann dadurch erreicht werden, daß die vorbestimmbaren Zählwerte zur Betätigung der Steuerglieder an der Zähleinrichtung zugeordneten Kodierschaltern einstellbar sind. Dabei kann ein Kodierschalter zur Definition einer Werkslückwechselstellung vorgesehen sein. Weiterhin sind zweckmäßigerweise zusätzliche Kodierschalter mit festen Schaltwerten für verschieden lange Werkslücke vorgesehen.

Zur Erzielung einer von der Werkstücklänge unabhängigen An- und Abstellbewebungscharakteristik sind in weiterer Ausgestaltung die Kodierschaiter für die Umkehrpunkte mit den Kodierschaltern für die Werkzeugzu- und -Zurückstellung gekoppelt.

Nach einem weiteren Merkmal im Rahmen der Erfindung ist ein an sich bekanntes Eingabegerät für auf Lochstreifen oder Magnetbändern gespeicherte Programmschaltungen vorgesehen, wobei die einzelnen Programmschritte in Abhängigkeit der Zählwerte der Zähleinrichtung auslösbar sind. Bei einer Anwendung derartiger Programmschaltungen kommen die Vorzüge der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung besonders stark zur Geltung, da beliebige Programmschaltungen durchgeführt werden können, ohne daß die dadurch wechselnden Arbeitsbedingungen die Genauigkeit der Hubumkehrbewegungen beeinflussen können.

Für Werkzeugmaschinen mit hydraulischem Antrieb für die Hubbewegung kann zum Ausgleich von sich aus Temperaturschwankungen ergebenden Änderungen der Kennwerte des Druckmediums für den Antrieb eine an sich bekannte Temperaturkompensationsschaltung vorgesehen sein, durch die entsprechend den gemessenen Temperaturänderungen die Verzögerungsglieder beeinflußbar sind, so daß auch Temperaturänderungen keinen Einfluß auf die genaue Einhaltung der eingestellten Bewegungsumkehrpunkte haben.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in einem Diagramm schematisch den Bewegungsablauf bei der Bearbeitung und

Fig.2 ein Diagramm mit Zahlenwerten für die Steuerpunkte der Funktionsabläufe nach einer Ausfühningsform der erfindungsgemäßen Steuerungsvorrichtung.

Die Zeichnung gibt in F i g. 1 schematisch den Bewegungsablauf der zur Bearbeitung innerhalb des Arbeitshubes h hin- und hergehenden Maschinenteile einer Werkzeugmaschine, und zwar im vorliegenden Fall speziell einer Honmaschine, wieder. Mit Ai ist die »obere« Endlage, also die Ausgangsposition des Honmaschinenschlittens bzw. der Honspindel, bezeichnet. Durch ein Startsignal wird ein Absolutwertzähler, der in F i g. 2 mit Zl bezeichnet ist, auf »0« und ein erster Positionierzählcr Z4 (vgl. F i g. 2) für die Hubbewegung »abwärts« auf den am zugehörigen Kodierschalter voreingestellten Betrag des später noch eingehender erläuterten Verzögerungsweges Si gesetzt. Danach wird

ίο über einen Leistungsverstärker das Magnetventil für die Hubbewegung abwärts angesteuert, und der Honmaschinenschlitten bzw. die Honspindel mit dem Honwerkzeug setzt sich nach unten in Bewegung.

Beispielsweise durch einen vom Maschinenschlitten über einen Antrieb analog in Drehung versetzten Rotationsimpulsgeber erhalten die Zähler entsprechend dem zurückgelegten Weg des Honmaschinenschlittens Zählimpulse, wobei der Absolutwertzähler Zl von »0« und der erste Positionierzähler Z4 von dem vorgegebenen Wert für 51 hochzählt. Die vom Impulsgeber abgegebenen Impulse entsprechen dabei einem bestimmten Hubweg, beispielsweise entspricht ein Impuls einem Hubweg von einem Zehntelmillimeter.
Hat der Honschlitten mit dem Honwerkzeug eine dem Verzögerungsweg 52 entsprechende Strecke zurückgelegt, so wird ein zweiter Positionierzähler Z2 (vgl. F i g. 2) in Betrieb gesetzt, der von »0« hochzähli.

Erreicht im weiteren Verlauf der Bewegung der Honschlitten den Punkt VKi. so wird durch entspre-

chende Kodierung eines weiteren, in F i g. 2 mit Z3 bezeichneten Positionierzählers ein Relaisverstärker angesteuert, der die Honwerkzeugdrehung und die Honwerkzeugzustellung in Gang setzt. Der Punkt VKi ist so gewählt, daß er etwas unterhalb des Umkehrpunktes

UPl liegt, d. h., das Honwerkzeug ist bereits vollständig in die Werkstückbohrung eingefahren.

Erreicht der erste Positionierzähler Z4 den Wert UPi, befindet sich also der Honschlitten am Punkt VK2, so wird ein elektronisches Verzögerungsglied M gestartet, nach dessen Ablauf die Umsteuerung eingeleitet wird. Hierzu geben die Positionierzähler Z4 und Z2 Signale ab, die über Leistungsverstärker direkt bekannte Umsteuerglieder, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Magnetventile oder Umsteuerungseinrichtungen von Leonard-Antrieben, ansteuern. Der Verzögerungswert 51, der der Hubdifferenz zwischen den Punkten UPi und VK2 entspricht, ist ein Maschinenkennwert, zu dessen Festlegung der Punkt VK2 so vor dem unteren Umkehrpunkt UPi eingestellt wird.

daß bei maximaler Hubgeschwindigkeit ohne Einwirkung des Verzögerungsgliedes M die Umsteuerung des Honmaschinenschlittens infolge der Schaltzeiten der Ventile und durch die kinetische Energie des Schlittens genau am Umkehrpunkt UPl erfolgt.

Das Verzögerungsglied fl wird nun in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit eingestellt, derart, daß mit kleiner werdender Hubgeschwindigkeit eine stärkere Verzögerung erfolgt, welche die mit der Geschwindig keil verringerte kinetische Energie durch später einset-

zende Abbremsung kompensiert. Die Änderung des Verzögerungsgüedes M in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit kann im einfachsten Fall dadurch erfolgen, daß ein mit dem Einstellorgan für die Hubgeschwindigkeit gekoppelter Schalter entweder ffC-Glieder zu- bzw. abschaltet und damit das Verzögerungsglied fl verstellt oder mit entsprechender Kodierung einen Zähler auf Koinzidenz abfragt. Das jeweilige Ausgangssignal wird zur Einleitung der Umsteuerung

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verwendet, wobei die Berücksichtigung des jeweiligen Wertes der Hubgeschwindigkeit durch die Kopplung des Einstellschalters für das Verzögerungsglied M mit dem Einstellorgan für die Hubgeschwindigkeit automatisch erfolgt.

An Stelle einer derartigen Kopplung der Einstellung des Verzögerungsgliedes M mit der Einstellung der Hubgeschwindigkeit kann zur Erhöhung der Genauigkeit der Umsteuerung die Hubgeschwindigkeit auch direkt durch Zählen der Impulse pro Zeiteinheit, z. B. pro Millisekunde, gemessen werden und einem Kurvengenerator mit einer der Verzögerung des Honmaschinensehlittcns entsprechenden Kennlinie in geeigneter Form zugeführt werden. Das als Kurvengenerator ausgebildete Verzögerungsglied (1 wird bei Erreichen des Punktes VKl angesteuert und gibt in Abhängigkeit von der gemessenen Hubgeschwindigkeit ein Signal zur Einleitung der Umsteuerung.

Wird der Punkt UPX erreicht, so wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Verhütung von Schaden, insbesondere von Werkzeugschäden, die durch Störungen in der Hubsteuerung auftreten könnten, ein Zeitglied r3 gestartet, bei dessen Ablauf eine Notabschaltung über einen weiteren Leistungsverstärker erfolgt, wenn bis dahin die Bewegungsumkehr nicht stattgefunden haben sollte.

Nach der Bewegungsumkehr des Honmaschinenschliltens wird der »Aufwärtshub« von dem zweiten Positionierzähler Zl gesteuert, der jetzt gegen »0« zählt und bei Erreichen des oberen Umkehrpunktes UPl, wenn der Honsehlitten sich am Punkt VKi befindet, über ein Verzögerungsglied (I die Bewegungsumkehr einleitet. Für die Bewegungsumkehr am oberen Umkehrpunkt UPl gelten die für den unteren Umkehrpunkt UPX erläuterten Gesichtspunkte; auch in diesem Falle wird die Bewegungsumkehr durch ein Zeilglied f3 überwacht.

Der Honmaschinenschlittcn mit dem Honwerkzeug fährt in der geschilderten Weise so lange zwischen den Umkehrpunkten UPX und UPZ auf und ab bzw. hin und her, bis die Bearbeitung beendet ist und durch eine bekannte Meßsteuerung, ein Zeitrelais oder von Hand ein Ausfahrs-ignal erzeugt wird, wonach der Honmaschinenschlitten in seine obere Endlage (Punkt AX) zurückfährt. Dabei wird bei Erreichen des Punktes VKA ein Verstärker angesteuert, der die Honahlenzustellung zurückgestellt und beim Punkt VKX die Drehbewegung stillsetzt.

Die Punkte VKX und VK4 liegen unterhalb bzw. vor dem oberen Umkehrpunkt UPZ. wobei der Punkt V7C4 überdies vor dem Punkt VKX liegt. Dadurch werden sogenannte »Ausfahrspuren« am Werkstück vermieden, da das Werkzeug drucklos und mit auslaufender Drehung das Werkstück verläßt.

Die in der Regel nur einmal vorzunehmende Einstellung der Punkte VKl und VK4 erfolgt an weiteren Kodierschalterri, die zweckmäßigerweise mit den Kodierschaltern für die Umkehrpunkte UPX und UPl gekoppelt sind, so daß bei einer Veränderung der Umkehrpunkte UPX und UPh etwa beim Übergang auf ein längeres Werkstück, automatisch auch die Kodierung der Punkte VKX und VK4 entsprechend geändert wird.

Es ist bei hydraulisch angetriebenen Honmaschinenschlitten auch vorgesehen, durch eine Temperaturkompensationsschaltung die Genauigkeit der Umsteuerung noch weiter zu erhöhen. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß die Temperatur des Druckmediums mit bekannten Temperaturmeßelementen gemessen wird und analog diesen Meßwerten die Verzögerungsglieder fl und (I durch Zu- oder Abschalten von weiteren RC-Gliedern verändert werden. Damit wird bei allen Betriebszuständen eine exakte Einhaltung der vorgesehenen Bewegungsumkehrpunkte UPX und UPl gewährleistet.

Durch einen weiteren Kodierschalter kann eine sogenannte Werkstückwechselstellung vorgegeben werden, bei der der Honmaschinenschlitten mit dem Honwerkzeug nicht nach jedem bearbeiteten Werkstück in die obere Endlage (Punkt Al) ausfährt, sondern bereits bei Punkt Λ2 in einer Werkstückwechselstellung anhält, die so eingestellt ist, daß das Werkstück zwar ungehindert gewechselt werden kann, jedoch unnötige Leerwege von Schlitten und Werkzeug vermieden sind.

Auf einfache Weise kann der Hubweg durch Verwendung mehrerer, parallel geschalteter Kodierschalter für die Bewegungsumkehrpunkte UPX und UPl für verschieden lange, immer wiederkehrende Werkstücke vorprogrammiert werden, wobei den verschiedenen Werkstücklängen bestimmte Kodierschalter zugeordnet sind, die über einen Wählschalter wechselweise in Wirkung setzbar sind. Auf diese Weise können auch bestimmte Hubprogramme, wie beispielsweise das periodische Kurzhubhonen bei der Bearbeitung von Sacklochbohrungen, ohne weiteres den gestellten Anforderungen angepaßt und automatisiert werden.

Es ist selbstverständlich, daß die Hubsteuerung nicht nur auf vertikale, mit hydraulischem Hubantrieb ausgerüstete Schlittenhonmaschinen beschränkt ist, sondern genauso vorteilhaft bei allen anderen Ausführungsformen von Honmaschinen oder ähnlich arbeitenden Werkzeugmaschinen, z. B. Pinolenmaschinen, mit beispielsweise elektrischem, pneumalischem oder mechanischem Hubantrieb angewendet werden kann. In Abweichung vom erläuterten Ausführungsbeispiel können etwa auch an die Stelle der Kodierschalter eine Programmschaltung, Loch- oder Magnetbänder treten. Im folgenden wird an Hand von F i g. 2 zur weiteren Verdeutlichung ein Zahlenbeispiel für eine erfindungs-• gemäße Steuervorrichtung beschrieben.

In der obersten Endlage erhält die Honmaschinenspindel das Startkommando und wird der Absolutwertzähler ZX auf »0« gesetzt. Gleichzeitig wird der erste Positionierzähler Z4 über die Vorwahldekaden für den Punkt VKl auf den im Beispiel angegebenen Wert 300 gesetzt. Dadurch zählt der erste Positionierzähler Z4 gegenüber dem Absolutwertzähler ZX immer um 300 voraus. Fährt die Spindel nun nach unten, so gibt der Impulsgeber entsprechend der zurückgelegten Entfernung impulse ab, die von den Zählern gezählt werden. Der Hubweg wird über in der Bedienungstafel angeordnete Anzeigeröhrchen angezeigt, wobei die angezeigte Zahl der Entfernung von der oberen Endlage aus abwärts entspricht.

Wird am Absolutwertzähler ZX entsprechend dem gezeichneten Beispiel die Zahi 200 erreicht, so wird über die Vorwahldekade für den Punkt VKX bzw. V/G der zweite Positionierzähler ZT. auf »0« gestellt. Dadurch ist der zweite Positionierzähler Z2 gegenübei dem Absolutwertzähler ZX immer um 200 zurück.

Wird am Positionierzähler Zl die entsprechend den vorliegenden Ausführungsbeispiel eingezeichnete Zah 100 erreicht, so wird über die Vorwahldekade Für dei Punkt V/C4 der dritte Positionierzähler ZJ auf »0« ge stellt, wodurch der Positionierzähler Z3 gegenüber der Absolutwertzähler ZX um 300 zurück ist. Erreicht beir Abwärtsfahren der Positionierzähler Z2 entsprechen

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dem dargestellten Beispiel die Zahl 1200, wobei der Gesamtweg der Spindel gemiiß der Angabe des Absolutwertzählers ZX 1400 beträgt, so wird über die Vorwahldekade für den Punkt UPl die Spindeldrehung eingeschaltet.

Erreicht beim weiteren Abwärtsfahren der Spindel der Positionierzähler Z3 die Zahl 1200, beträgt also der am Absolutwertzähler ZI gezählte Gesamtweg der Spindel 1500, so wird über die zweite Schaltebene der Vorwahldekade für den Punkt UPl der Hondruck eingeschaltet. Wird beim weiteren Abwärtsfahren der Spindel am ersten Positionierzähler Z4 die Zahl 2100 erreicht, wobei der Gesamtweg der Spindel gemäß Zählung des Absolutwertzählers ZI 1800 beträgt, so wird über die Vorwahldekade für den Punkt UPX das Verzögerungsglied ti für die entsprechend der Hubgeschwindigkeit notwendige Umsteuerverzögerungszeit gestartet. 1st das Verzögerungsglied /1 abgelaufen, so steuert die Spindel nach oben um. Der Gesamtweg, gezählt mit dem Absolutwertzähler Zi, entspricht dabei der an der Vorv/ahldekade für den Punkt UPi eingestellten Zahl von 2100.

Wird beim Hochfahren der Spindel am zweiten Positionierzähler Zl die Zahl 1200 erreicht, am Absolutwertzähler Zl also 1400 erreicht, so wird über die Vorwaiildekade für den Punkt UPl das Verzögerungsglied ti gestartet. Ist das Verzögerungsglied ti abgelaufen, also der Gesamtweg, wie an der Vorwahldekade für den Punkt UPl eingestellt, gemäß Zählung des Absolutwertzählers Zi bei 1200, so steuert die Spindel um und fährt wieder nach unten.

Sind die Verzögerungsglieder il oder ti abgelaufen, so startet das Zeitglied f3 für die Sicherheitszeit, die bei dem Umsteuerbefehl für die Spindel wieder gelöscht wird. Erfolgt jedoch kein Umsteuerbefehl und läuft die Spindel nach oben oder unten so lange, bis die am Zeitglied ß eingestellte Zeit abgelaufen ist, dann wird die Hubbremse eingeschaltet und die Spindel bleibt stehen.

Soll beim Erreichen des Fertigmaßes die Spindel ausfahren, so wird dies der Zählsteuerung über ein entsprechendes Signal eingegeben. Wird jetzt bei der Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Spindel am Positionierzähler Z3 die Zahl 1200 erreicht, also am Absolutwertzähler Zl der Wert 1500 entsprechend dem Punkt VK4, so wird über die zweite Schaltebene der Vorwahldekade für den Punkt UPl der Hondruck ausgeschaltet und, wenn sich die Spindel in Abwärtsbewegung befindet, auf »Heben« umgesteuert. Die Spindel fährt jetzt nach oben. Wird beim Hochfahren am zweiten Positionierzähler Zl die ZaI₁I 1200 erreicht, beträgt also der Gesamtweg am Absolutwertzähler Zl 1400 Zähleinheiten, was den Punkten VKt bzw. VK3 entspricht, so wird über die Vorwahldekade für den oberen Umkehrpunkt UPl die Spindeldrehung ausgeschaltet. Das Verzögerungsglied ti sowie anschließend das Zeitglied /3 werden dann nicht mehr eingeschaltet. Die Spindel steuert also nicht mehr um, sondern fährt nach oben. Wurde die Werkslückwechselstellung im Punkt A2 vorgewählt, so fährt die Spindel lediglich so weit nach oben, bis am Absolutwertzähler Zl gemäß dem dargestellten Beispiel die Zahl 600 erreicht wird.

Über den zugehörigen Vorwahlschalter wird jetzt »Stop« signalisiert, die Spindel bleibt in dieser Ruhestellung stehen und kann auch von dort wieder gestartet werden.

Die Vorwahldekaden für die Punkte VK4, VK2 und VKi sowie VKZ befinden sich innerhalb des Schaltschrankes und werden betriebsmäßig nicht verstellt.

Werden die Vorwahldekaden für die Umkehrpunkte UPi und UPl verstellt, so laufen die mit den Vorwahldekaden für die Punkte VKi, VKl, VK3 und V7C4 eingestellten Abstände zu den Umkehrpunkten UPl bzw. UPl immer mit.

Bei der beschriebenen Anordnung können die Umschaltpunkte UPi und UPl auch während des Honbetriebes verstellt werden, und zwar kann der obere Umkehrpunkt UPl verstellt werden, wenn die Spindel auf der Fahrt nach unten ist und der untere Umkehrpunkt UPi dann, wenn die Spindel auf der Fahrt nach oben ist. Hierbei wird zweckmäßigerweise der Hub angehalten.

Durch die erläuterte Steuerungsvorrichtung erfolgt somit die Bewegungsumkehr immer exakt an gleichen, vorgewählten Umkehrpunkten. Die elektronischen Bauteile können an jeder beliebig gewünschten Stelle, beispielsweise am zentralen Bedienungspult, angebracht werden, da sie an keinerlei mechanische Übertragungsglieder gebunden sind und damit eine Fernbedienung ohne weiteres ermöglichen.

Ein wesentlicher Vorteil ist auch darin zu sehen, daß die Umsteuerpunkte an den Kodierschaltern, also beispielsweise unmittelbar am Bedienungspult, an Hand der bekannten zu bearbeitenden Werkstücklänge und den ebenfalls bekannten Vorrichtungs- und Honwerkzeugkennwerten bei stillstehendem Honmaschinenschlitten bzw. bei stillstehender Honspindel eingestellt werden können und daß diese Einstellung sehr genau und unabhängig von der dann gewählten Arbeitshubgeschwindigkeit beibehalten wird. Dieser Vorteil kommt bei einer Programmsteuerung besonders stark zur Geltung. Auch bei eventuell vorzunehmenden Änderungen der Hubgeschwindigkeit während des Bearbeitungsvorganges bleibt die Lage der Umsteuerpunkte unverändert, so daß keine Korrektur der Einstellung erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

22 Ol Patentansprüche:

1. Elektrische Steuerungsvorrichtung für die Hubbewegung von Werkzeug- oder Werkstückträgern an Werkzeugmaschinen, insbesondere Honmaschinen, mit einem mit dem zu verstellenden Werkzeugoder Werkstückträger gekoppelten, elektrischen Impulsgeber, von dem eine der zurückgelegten Weglänge entsprechende Anzahl von Impulsen abgebbar ist, und mit einer voreinstellbaren, elektrischen Zähleinrichtung zur Summation der vom Impulsgeber ausgehenden Impulse, wobei von der Zähleinrichtung bei Erreichen vorbestimmter Zählwerte Steuersignale an Steuerglieder des Antriebs für die Hubbewegung abgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung einen Absotutwertzähier (Zl) und mehrere, von je einem vorbestimmten Zählimpuls aktivierbare Positionierzähler (Zl, ZA) zur Betätigung der eine Bewegungsumkehr (Punkte UPi, UPl) auslösenden Steuerglieder des Antriebs aufweist und daß zwischen die Steuerglieder und die zugeordneten Positionierzähler (Z2, ZA) je ein in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit einstellbares Verzögerungsglied (ti, (1) geschaltet ist.

2. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verzögerungsglied (ti, (1) mittels eines /?C-Glieder zu- bzw. abschaltenden Schalters einstellbar ist, der seinerseits mit dem Verstellorgan für die Hubgeschwindigkeit gekoppelt ist.

3. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der vorgewählten Stellung eines Positionier-Zählers (Zl bzw. ZA) ein dem Zählwert analoges Signal einem Kurvengenerator als Verzögerungsglied (fl bzw. /2) zuführbar ist, der eine der Ver/ögerungscharakteristik des bewegten Maschinenteils entsprechende Kennlinie aufweist und der eine entsprechend dem eingegangen analogen Signal verzögerte Auslösung der nachgeordneten Steuerglicder zur Bewegungsumkehr herbeiführt.

4. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmbaren Zählwerte zur Betätigung der Steuerglieder an der Zähleinrichtung zugeordneten Kodierschaltern einstellbar sind.

5. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kodier- so schalter zur Definition einer Werkstückwechselstellung (Punkt 42) vorgesehen ist.

6. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Kodierschalter mit festen Schaltwerten für verschieden lange Werkslücke vorgesehen sind.

7. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer von der Werkstücklänge unabhängigen An- und Abstellbewopungscharakteristik die Kodierschalter für die Umkehrpunkte (UPi, UPl) mit den Kodierschaltern für die Wcrk/.eugzu- und -Zurückstellung (Punkt VKA) gekoppeil sind.

8. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Eingabegerät für auf Lochstreifen oder Magnetbändern gespeicherte Programmschaltungen vorgesehen ist, wobei die einzelnen Programmschritte in Abhängigkeit der Zähl werte der Zähleinrichtung auslösbar sind.

9. Elektrische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für Maschinen mit hydraulischem Antrieb für die Hubbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von sich aus Temperaturschwankungen ergebenden Änderungen der Kennwerte des Druckmediums für den Antrieb eine an sich bekannte Temperaturkompensationsschaltung vorgesehen ist, durch die entsprechend den gemessenen Temperaturänderungen die Verzögerungsglieder (M. /2) beeinflußbar sind.