DE2217409A1

DE2217409A1 - Einrichtung zum zustellen des werkzeuges einer gravierfraesmaschine mit photoelektrischem lesekopf

Info

Publication number: DE2217409A1
Application number: DE19722217409
Authority: DE
Inventors: Albert Boettcher; Hans Maass
Original assignee: Franz Kuhlmann KG
Current assignee: Franz Kuhlmann KG
Priority date: 1972-04-11
Filing date: 1972-04-11
Publication date: 1973-10-31
Also published as: FR2179826B1; GB1394491A; FR2179826A1; CH553030A; IT983715B

Description

Patentanwälte
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β Münchar. LL, C^in-dorrstr. 10

173-18.6lOP(l8.6llH) 11. 4. 1972

FRANZ KUHLMANN KG

Präzisionsmechanik und Maschinenbau Bad Lauterberg im Harz

Einrichtung zum Zustellen des Werkzeuges einer Gravierfräsmaschine mit photoelektrischem

Lesekopf

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zustellen des Werkzeuges einer Gravierfräsmaschine mit photoelektrischem Lesekopf zum automatischen Nachfahren der Konturen von auf einem Auflagetisch aufgespannten Zeichnungen oder Modellen.

Für die Automatisierung von Fräsarbeiten mit Gravierfräsmaschinen ist es von außerordentlichem Vorteil, wenn nicht nur die horizontalen Bewegungen in der durch die X- und Y-Koordinaten gebildeten Ebene des Fräswerkzeuges, sondern auch seine Zustell- und Abhebbewegungen durch den photoelektrischen Lesekopf selbsttätig ausgelöst bzw. ge-

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steuert werden können. Dadurch ergeben sich beispielsweise die Möglichkeiten, durch einfaches Markieren besonderer Punkte auf der Zeichnung entsprechende Vertikalbewegungen des Werkzeuges auszulösen und somit beispielsweise Schriftgravuren vollautomatisch auszuführen oder Werkstücke dreidimensional zu fräsen«

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die ein derartig weitgehendes Automatisieren der Fräsarbeiten bei einer Gravierfräsmaschine und ein selbsttätiges, nur von der Zeichnung oder dem Modell bestimmtes Auslösen der Zustell- oder Abhebebewegungen des Fräsers gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Lesekopf mit Betätigungsorganen gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von den Bewegungen des Lesekopfes die Zustellung der Werkzeugspindel auslösen.

Eine insbesondere für mit Pantographen ausgerüstete Gravierfräsmaschinen geeignete, die Zustellungen auf mechanischem Wege auslösende Einrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsorgane eine mit Anschlägen versehene Schaltstange aufweisen, deren vorderes Ende an einer Rastvorrichtung für die Spindelzustellung angelenkt ist und die durch einen am Pantographen befestigten Anschlagarm mittels der Anschläge zum Betätigen der Rastvorrichtung längsverschiebbar ist. Diese mit mechanischem Gestänge arbeitende Ausführung eignet sich besonders für Gravierarbeiten, bei denen die Tiefenzustellung nach jeweils einem Pantographenumlauf erfolgt. Wenn das Pantographensystem auseinandergezogen oder zusammengeschoben

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wird, stößt der Anschlagarm an einen der Anschläge" der Schaltstange. Dadurch wird diese längsverschoben, die über eine Gelenkgabel mit ihr verbundene Rastbolzenatifaatae um einen bestimmten Betrag verdreht und diese Winkelverdrelmng mittels einer Schraubspindel in eine vertikale Zustellbewegung umgesetzt. Die Größe des Zustellweges kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Einrichtung durch Verstellen des Abstandes der Anschläge sum Anschlagarm bestimmt werden.

Eine andere, vorteilhafte Ausbildung der e rf induing sgemäßen Einrichtung, bei der das Abtasten und die Übertragung der Zustell- bzw. der Abhebeimpulse elektrisch erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkseugspixadel e±n Stellmotor für die Zustellbewegungen vorgesehen ist, der seine Schaltimpulse von einem durch den Lesekopf g©stQti©r« ten Zusatzschaltgerät erhält» Je nach der PrograsuawahX oder Einstellung des Zusatzschaltgerätes kann mit dieser Ein» richtung entweder kontinuierlich oder aber über ©inen am Träger des Lesekopfes angeordneten, einstellbaren Schaltnocken absatzweise zugestellt werden» Nach Ersetzen des Fräsers durch ein Stoßwerkzeug ist ferner die Möglichkeit gegeben, mit der Gravierfräsmaschine auch Stoßarbeiten auszuführen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiel® d©r Srfindtang anhand der Zeichnung genauer erläutert. Ss s©igea?

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Pantograph-Gravisr» fräsmaschine mit einer mechanischen Zustelleinrichtung gemäß der Erfindung5

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Fig. 2 eine Seitenansicht der Gravierfräsmaschine nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Zustelleinrichtung;

Fig. h eine Seitenansicht der Zustelleinrichtung nach Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Frässpindel mit Rastklinkenzustellung gemäß Fig. 3»

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Betätigungsund Schaltelemente einer elektrischen Zustelleinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Frässpindel mit dem Verstellmotor.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Pantograph-Gravierfräsraaschine besitzt einen stabilen Rahmen 1, an dem ein die Frässpindel 2 über Riemen-Vorgelege 3 antreibender Motor h befestigt ist. Weiter trägt der Rahmen einen normalen Werkstück-Aufnahmetisch 5. auf dem die Werkstücke in bekannter Weise eingespannt und fixiert werden.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist ein gesonderter Zeichnungsauflagetisch 6 mit seitlichen Längsführungen 7 vorgesehen, in denen ein Querträger 8 mittels eines ersten Veratellmotors 9 in Richtung der X-Koordinaten verschiebbar ist. In seitlichen Führungen 9a dieses Trägers 8

gleitet ein von einem zweiten Verstellmotor 10 angetriebener Halter 11 eines photoelektrischen Lesekopfes 12. Durch Zusammenwirken der beiden Verstellmotoren 9 und 10 kann der photoelektrische Lesekopf 12 selbsttätig' den Konturen einer auf dem Zeichnungsauflagetisch 6 aufgespannten, nicht dargestellten Zeichnung folgen.

Die Bewegungen des Lesekopfes 12 werden über eine an der Rückseite des Halters 11 starr befestigte Stange 13 auf einen allgemein mit lh bezeichneten Pantographen und von diesem im jeweilig eingestellten Maßstab auf die Spindel 2 übertragen.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 3 der Zeichnung ersichtlich, ist am hinteren Endteil des langen Pantographenarmes 15 ein Anschlagarm 16 angelenkt, dessen freies Ende im Gleitsitz mit einer Schaltstange 17 der erfindungsgemäßen Zustelleinrichtung zusammenwirkt. Auf dieser Schaltstange befinden sich zwei mittels Fixierschrauben 18, 19 verstellbare Anschläge 20, 21. Das freie Ende der Schaltstange 17 ist über eine Gelenkgabel 22 mit einer an der Frässpindel 2 angeordneten Rastbolzenaufnahme 23 gelenkig verbunden. Dieser Rastbolzenaufnahme 23 ist eine Rastklinke Zk zugeordnet, von deren Stellung die Richtung der Frässpindelbewegung nach unten oder oben abhängt.

Wird das Pantographensystem durch den den Linienzügen der Zeichnung folgenden Lesekopf auseinandergezogen oder zusammengeschoben, dann gleitet der Anschlagarm 16 auf der durch die Anschläge 20 und 21 bestimmten Länge der Schaltstange 17· Dabei stützt er sich in bestimmten Positionen der Bewegungsbahn an den Anschlägen 20 oder 21 ab und ver-

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schiebt die Schaltstange 17 in Längsrichtung. Diese wiederum verdreht die Rastbolzenaufnahme 23 der Frässpindel 2 mittels der Gelenkgabel 22. Durch geeignete Übertragungsorgane, beispielsweise durch eine Drehspindel mit Mutter, wird die Drehbewegung der Rastbolzenaufnahme in eine vertikale Zustell- oder Abhebebewegung der Frässpindel umgesetzt. Auf diese Weise erfolgt nach jedem Umlauf der Zeichnungskontur durch den Lesekopf eine Zustellung der Frässpindel, wobei die Große des Zustellweges durch entsprechendes Verstellen der Anschläge 20 und 21 mittels der Stellschrauben 18, 19 bestimmt wird.

In Fig. 5 ist eine Frässpindel mit Rastbolzenzustellung im einzelnen dargestellt. Die Rastbolzenaufnahme 23 ist als Gehäuse ausgebildet, das sich axial oberhalb des Gehäuses der Spindel 2 erstreckt. Die Rastklinke 24 greift mit ihrem vorderen Ende in ein Zahnrad 25 ein, das drehfest auf einer Gewindespindel 26 aufgezogen ist. Dieser Gewindespindel 26 ist eine über eine Zapfenschraube 27 und eine Längsnut 28 drehfest aber axial verschieblich im Gehäuse 23 geführte Gewindebuchse 29 zugeordnet, die die Drehbewegungen der Gewindespindel 26 in vertikale Zustellbewegungen umsetzt und diese auf die mit ihr verbundene Spindel 2 überträgt. Die Rastklinke ist so ausgebildet, daß bei einer Drehung der Rastbolzenaufnahme in der einen Richtung das Zahnrad 25 mitgenommen wird und sie in Gegendrehrichtung über die Zähne des Zahnrades 25 gleitet.

Die Rastklinke 2k besitzt einen Rändelknopf 30 sowie eine sich an einem Bund 31 abstützende Feder 32, die sie in Eingriff mit dem Zahnrad 25 hält. Durch Herausziehen und Verdrehen des Rändelknopfes 30 kann die Rastklinke 2k

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vom Zahnrad 25 gelöst und festgelegt werden, wodurch die Rastbolzenzustellung außer Funktion gesetzt wird.

In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Zustelleinrichtung dargestellt, bei welcher die Bewegungen des Lesekopfes in der Horizontalbewegung in elektrische Impulse umgesetzt und einem Zusatzschaltgerät 4o eingegeben werden. Zu diesem Zweck befindet sich an der Rückseite des Lesekopfträgers 11 ein einstellbarer Schaltnocken 41, der in bestimmten Lesekopf-Positionen einen ebenfalls einstellbaren Endschalter oder ein phot ο el eic irisches Tastgerät betätigt. Über Leitungen 43» 44 werden die mechanisch oder photoelektrisch abgetasteten Sehaltimpulse dem Zusatzschaltgerät 40 eingeleitet. Ausgangsimpulse gelangen vom Schaltgerät 4θ über weitere Leitungen k-5_s 46 zn einem Stellmotor 47 zur Betätigung der Frässpindel 2.

Die Motorwelle dieses Verstellraotors 47 ist mit einer Gewindespindel 48 versehen, die in elae Mutter 49 eingreift« Diese Mutter kann sich in Längsrichtung vsrscMebSB und ist gegen Verdrehung durch einen Haltestift 50 gssichert, der in einer Längsnut 51 der Mutter bei Betätigung¹ d©r Gewinde·= spindel gleitet. Über einen gebräuchlichen Antriebsriemen wird die Frässpindel in Drehbewegung versetzt»

Der besondere Vorteil der Einrichtung /gesaäß der Fig« und 7 besteht in der beliebigen Wahl der Zustsllungsarte Wie bei der mechanischen Zustelleinrichtung kann auch h@± dieser nach einem Umlauf der Zeichnungskcmtur das Zusatz» schaltgerät vom Endschalter oder aber direkt -vom Lesegerät einen Impuls erhalten, der als Befehl zum Zustellen oder Abheben an den Verstellmotor 4? weitergeleitet wirdo Durch

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ein im Zusatzschaltgerät vorgesehenes Potentiometer kann die Zeitdauer für das Zustellen des Verstellmotors vorgewählt werden. Auch die Einstellwerte sind stufenlos von beispielsweise 0,05 mm bis 5 mm vorwählbar.

Eine andere, durch das Zusatzschaltgerät gegebene Möglichkeit besteht in einer kontinuierlichen Zustellung der Frässpindel während des Abfahrens einer Zeichnungskontur durch den Lesekopf. Diese Zustellart hat den Vorteil, daß durch die Gleichmäßigkeit feinste Oberflächen erzielt werden können und daß auch der Fräser stets gleichmäßig belastet wird. Auch hierzu kann entweder das in Fig. 6 gezeigte Zusatzschaltgerät mit Endschaltern und Schaltnocken oder aber eine besondere Leseeinrichtung am Lesekopf, die auf bestimmte Zeichnungsmarkierungen anspricht (nicht gezeigt) , vorgesehen sein. Ferner kann das Zusatzschaltgerät mit einem Impulszähler versehen sein, der nach Erreichen einer bestimmten, vorgewählten Impuls-Anzahl den Verstellmotor 47 abschaltet.

Durch die Verwendung eines mit der Frässpindel verbundenen, auf eine Gewindespindel 48 einwirkenden Verstellraotors 47 lassen sich weiterhin auch Stoßbewegungen des Werkzeuges durchführen. Hierzu ist es lediglich notwendig, in die Frässpindel einen entsprechenden Stoßstahl einzusapnnen und das Zusatzschaltgerät 40 auf Stoßbetrieb umzuschalten. Mit dieser Schaltungsart ist es somit möglich, die Frässpindel auch als Stoßspindel zu verwenden, so daß auch die durch Fräser bekanntlich nicht ohne Radius zu fertigenden feinsten Innenecken auf ein- und derselben Maschine nachgestoßen werden können. Diese Auf- und Abwärtsbewegung ist auch vorteilhaft, wenn mit Schleifstiften gearbeitet wird.

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Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispielsweise ist eine Abwandlung dahingehend denkbar, daß der Verstellmotor 47 für die Zustellbewegungen der Frässpindel nicht durch das Zusatzschaltgerät kO_t sondern von mit der Schaltstange 17 oder anderen mechanischen Übertragungsorganen zusammenwirkenden Schaltern ein- oder ausgeschaltet wird.

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Claims

Patentansprüche

1.JEinrichtung zum Zustellen des Werkzeuges einer Gravierfräsmaschine mit photoelektrischem Lesekopf zum automatischen Nachfahren der Konturen von auf einem Auflagetisch aufgespannten Zeichnungen oder Modellen, dadurch gekennzeichnet , daß der Lesekopf (12) mit Betätigungsorganen (17 - 24; 30 - 37) gekoppelt ist, die in Abhängigkeit von den Bewegungen des Lesekopfes die Zustellung der Werkzeugspindel (2) auslösen.

2. Einrichtung zum Zustellen des Werkzeuges einer mit einem Pantographen ausgerüsteten Gravierfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Zustellung der Werkzeugspindel auslösenden Betätigungsorgane (17 bis 24) eine mit Anschlägen (20, 21) versehene Schaltstange (17) aufweisen, deren vorderes Ende an einer Rastvorrichtung (22 - 24) für die Süindelzustellung angelenkt ist und die durch einen am Pantographen (14) befestigten Anschlagarm (16) mittels der Anschläge (20, 21) zum Betätigen der Rastvorrichtung (22 - 24) längsverschiebbar ist.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (20, 21) zum Auslösen der Zustellung je Pantographenumlauf auf der Schaltstange (17) verstellbar sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (22 - 24) an der Fräs-

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spindel (2) aus einer Rastklinke (2^i-) und einer Rastbolsenaufnahme (23) besteht, an welcher die Schaltstange (1?) über eine Gelenkgabel (22) angelenkt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Werkzeugspindel (2) ein Stellmotor (37) für di© Zustellbewegungen vorgesehen ist, der seine Schaltimpulse von einem durch den Lesekopf (12) gesteuerten Zusatzschaltgerät (30) erhält.

6. Einrichtung nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle des Verstellmotors (37) rait einer Gewindespindel (38) versehen ist, di© in eiaie in Zust el !richtung verschiebbare, gegen Verdrehungen gesicherte Mutter (39) der Verkzeugspindel (2) eingreift.

7. Einrichtung nach Anspruch S₃ dadurch gekennzeichnet _t daß zur Betätigung des Zusatzschaltgerätes (30) am Halter (11) des Lesekopfes (12) ein einstellbarer Schaltnocken (31) angeordnet ist, der mit einem Endschalter (32) ©der einem photoelektrischen Tastgerät zusammenwirkt·

8. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch

daß der Stellmotor (37) intervallartig ©insclnaltbar ist und die Zustellung der Werkzeugspindel nach j ©dem Zeichnung@umlauf des Lesekopfes erfolgt.

9. Einrichtung nach Anspruch S₉ dadurch gekennzeichnet,

daß der Stellmotor (37) während eines Bearfoeitiaagsvergafiges ständig eingeschaltet ist und die Zustellung der Werkzseug-

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spindel (2) kontinuierlich und nach Weg und Zeit vorgewählt erfolgt.

10. Einrichtung nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Frässpindel (2) zur Ausführung von Stoß- und/oder Schleifarbeiten durch entsprechende Einstellung des Zusatzschaltgerätes (30) mittels des Stellmotors in schneller Folge heb- und senkbar ist.

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