DE2340535A1 - Maschine zum zerspanenden bearbeiten von werkstuecken - Google Patents

Maschine zum zerspanenden bearbeiten von werkstuecken

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DE2340535A1 DE19732340535 DE2340535A DE2340535A1 DE 2340535 A1 DE2340535 A1 DE 2340535A1 DE 19732340535 DE19732340535 DE 19732340535 DE 2340535 A DE2340535 A DE 2340535A DE 2340535 A1 DE2340535 A1 DE 2340535A1
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Description

In der Antwort bitte angeben Unser Zeichen
T/p 7700
TELEDXKE, INC., 19OI Avenue of the Stars, Los Angeles, California 90067,
Maschine zum zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken, z.B. Gußstücken, Rohrstangen und dergl., und insbesondere auf eine Maschine zur Steuerung von Trennscheiben, die zum Abschneiden des Endstückes von Metallrohrstangen dienen.
Derartige Maschinen sind in der Technik bekannt. Beispielsweise weist eine solche Maschine zwei Trennräder auf, die in einer gemeinsamen Achse drehbar befestigt sind und parallele Drehachsen besitzen. Die Trennräder sind so befestigt, daß die Kanten eines jeden Trennrades weitgehend tangential zu einem geradlinigen, gemeinsamen Abspanweg verlaufen ader diesen leicht überlappen, wobei die Trennräder auf entgegengesetzten Seiten des Abspanweges angeordnet sind und ihre Drehachsen voneinander in !Richtung parallel zum Abspanweg so versetzt sind, daß die Kanten der Trennräder tangential zum Abspanweg an
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entgegengesetzten Stellen längs des Abspanweges verlaufen. Die Trennräder werden dann auf das Werkstück zu in einer Richtung parallel zum Abspanweg vorgeschoben.
Eine solche Maschine ist nicht praktisch in Einsatz gekommen, weil dann, wenn nur eine geringe Abnutzungserscheinung an den Trennrädern auftritt, die Kanten der Räder nicht mehr den Ai>sr.9-T',re^· berühren und ein Teil des Werkstückes dann nicht von den Trennrädern geschnitten wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Maschine (Trennmaschine) zum zerspanenden Bearbeiten von Werkstücken, z.B. Metallroh-stangen oder dergl., mit ersten und zweiten Trennscheiben, die drehbar in einer gemeinsamen Ebene befestigt sind und die parallele Drehachsen aufweisen, wobei die Trennscheiben so befestigt sind, daß die Kante einer jeden Trennscheibe im wesentlichen tangential zu einem geraden, gemeinsamen Abspanweg verläuft, und wobei die Trennscheiben auf entgegengesetzten Seiten des Abspanweges befestigt sind und ihre Drehachsen voneinander in Richtung parallel zum Abspanweg so versetzt sind, daß die Kanten der Trennscheiben tangential zum Abspanweg an versetzten Stellen längs des Abspanweges verlaufen, und mit einer Vorrichtung zum Vorschieben der Achsen der Trennscheiben auf das Werkstück zu einer Richtung parallel zum Abspanweg, gekennzeichnet durch eine Abfüllvorrichtung zur Bestimmung der Lage der Kanten der Trennscheiben und eine Antriebsvorrichtung, die auf die Abfüllvorrichtung anspricht, um "die Achsen der Trennscheiben in solchen Stellungen zu halten, daß die Kanten der Trennscheiben weitgehend tangential zum Abspanweg bleiben.
Die Stellungen der Trennscheiben werden seitlich so gesteuert, daß aufgrund von Abnutzung auftretende Änderungen des Scheibendurchmessers kompensiert werden. Zur Festlegung der Durchmesser der Trennscheiben werden Detektoren verwendet, die Signale zum Antrieb von Seitenzustellmechanismen erzeugen, welche die Raddurchmesser längs des gemeinsamen Abspanweges ausgerichtet
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halten. Vertikale Postionsfühler erzeugen Signale, die dazu dienen, die Versetzung der Trennscteibenachsen aufrecht zu erhalten.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Trennmaschine gemäß der Erfindung mit schematisch dargestellter elektrischer Steuerung,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Trennseite der Maschine nach Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf die Trennmaschine nach Fig. 1 und Fig. 4 eine volle Seitenansicht der Trennmaschine nach Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Trennmaschine 10 gemäß der Erfindung, die auf einem auf dem Boden ruhenden Maschinenbett 12 versehen ist. Das Bett 12 nimmt zwei senkrechte Ständer 14-14' auf, die seitlich in in Fig. 1 nicht sichtbaren Führungen in Eichtung des Doppelpfeiles 16 über Betätigungsvorrichtungen 18, 18' verschiebbar sind. Ein Werkstück 20 in Form einer Bohrstange aus Metall wird von einem Paar von V-Blöcken 22 aufgenommen, die ihrerseits auf einem fahrbaren Gestell 24 befestigt sind. Das fahrbare Gestell 24 ist auf Schienen 26-26' abgestützt, damit das Werkstück 20 in einfacher Weise in die Betriebsstellung unterhalb eines Paares von Trennscheiben 28-28* gebracht werden kann. Die Trennscheiben 28 können Schleifscheiben oder Karbidscheiben oder eine andere entsprechende Rundschneidsäge sein.
Die Trennscheiben 28-28' arbeiten in einer gemeinsamen Ebene und sind auf Scheibengestellen 30-30' befestigt, die ihrerseits so befestigt sind, daß sie eine vertikale Bewegung längs der senkrechten Ständer 14-14' ausführen können. Jede Scheibe 28 wird von einem Gleichstrom-Elektromotor 32 angetrieben, der auch auf einem Scheibengestell 30 befestigt ist. Die Scheibengestelle 30-30 · werden längs der Ständer 14-14'' unter Steuerung
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vertikaler Betätigungsvorrichtungen 34-34' verschoben. Die Betätigungsvorrichtungen 34 weisen Elektromotoren 36-36' auf, die über Zahnradantriebe 38-38' Leitspindeln 40-40' in Drehung versetzen. Kugel- oder Walzenmuttern 42-42' koppeln die Leitspindeln 40 mit den Scheibengestellen 30.
Eine seitliche Verschiebung der Scheiben 28 zur Kompensierung ihrer Abnutzung wird dadurch erzielt, daß die Ständer 14-14' mit Hilfe der Betätigungsvorrichtungen 18-18' verschoben werden, deren jede einen Gleichstrommotor 44 und einen Kugel-LeitspindelmeGhaiiismus 46 aufweist.
Die Scheiben 28-28' werden in der Weise betätigt, daß ihre Umfangskanten 48-48' weitgehend tangential zu einem gemeinsamen, geradlinigen Abspanweg bzw. einer Schnittbahn 50 verlaufen oder
diesen leicht überlappen. Die Lage des Abspanweges bzw. der Schneidbahn 50 wird so gewählt, daß das zylindrische Segment 52 des Werkstückes 20 halbiert wird, wodurch jede Trennscheibe, wenn sie in das Werkstück vorgeschoben wird, die gleiche Menge Netall abtrennt. Die Scheiben 48 können die Schneidbahn 50 um einen gewünschten Betrag überlappen. Wenn somit die Scheiben so angezeigt werden, daß sie sich "auf" der Schneidbahn 50 befinden, ist ihr Überlappen der Schneidbahn 50 wie auch jede Zwischenstellung, für die ein einziger Schneiddurchgang erforderlich ist, um das schwere Werkstück 20 abzutrennen, eingeschlossen.
Die Schneidscheiben 28-28' sind in vertikaler Richtung im Abstand vonein·1:!/"■ sr ■:-^eordnet und ihre Achsen 54-54-'- um einen Abstand A, gemessen längs der Schneidbahn 50, versetzt, und die Trennscheiben sind so gewählt, daß die Umfangskanten 48 auf einer gemeinsamen Schneidbahn 50 liegen können, während die Scheiben um einen kleinen Spalt 56 voneinander getrennt sind. Bei der beschriebenen Lage der Schneidkanten 48 würde
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der Abjjwärtsvorschub der Trennscheiben 28 durch vertikale Betätigungsvorrichtungen 34 zu Beginn längs der Schneidbahn fortschreiten. Wenn der Trennvorgang fortschreitet, ergibt die Abnutzung der Trennscheiben 28 jedoch eine Trennung der Schneidbahnen, wie dies durch die Schneidbahnlinien 58-58" gestrichelt angedeutet ist.
Nach vorliegender Erfindung wird eine seitliche Einstellung der Trennscheiben 28-28' zrar Kompensierung der Abnutzung der Trennscheiben 28 mit Hilfe von Kantennachlaufvorrichtungen 60^60' erhalten. Diese Kantennachlaufvorrichtungen 60 sind auf den Scheibengestellen 30 befestigt und bestehen aus Kantenanzeigevorrichtungen 62-62', Steuerschaltungen 64-64' und Anzeigemotoren 66-66'. Die Kantenanzeigevorrichtungen 62 können pneumatische i*ühler oder Photozellenanordnungen sein, wie sie in der Technik an sich bekannt sind und hier keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Die Anzeigevorrichtungen 60 erzeugen Ausgangssignale auf den Leitungen 68-68', die die Änderung der Lage der Kanten,48 anzeigen und die den Schaltungen 64 zum Antrieb der Motoren 66 aufgegeben werden. Die Motoren 66 ihrerseits treiben Leitspindeln 70 an, um die Stellung der Anzeigevorrichtungen 62 relativ zu den Kanten 48 zu verändern, bis Ausgangssignale auf den Leitungen 68 die Ausrichtung der Anzeigevorrichtung mit den Kanten 48 anzeigen.
Die Nachlaufvorrichtungen 60 folgen somit den Kanten 48, wenn die Trennscheiben während des Abtrennens des Werkstückes 20 ihren Durchmesser verringern. Die Kontakte 72-72' sind auf den Anzeigevorrichtungen 62-62' befestigt und geben mit/Längsrichtung angeordneten identischen Widerstandselementen 74-74' Kontakt, damit Durchmessersignale D1 und D2 erzeugt werden, die die Lage der Scheiben^ikanten 48-48' relativ zu den Ständern 14--141 anzeigen. Die Widerstandselemente 74-74' werden in entsprechender Weise durch eine Konstantspannungsquelle gespeist
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und sind exakt in bezug auf die Bezugsleitungen 76-76' auf den Ständern 14-14' "befestigt.
Die Ständer 14-14' ihrerseits weisen Kontakte 78-78' auf, die mit in Längsrichtung angeordneten identischen Widerstandselementen 80-80', welche auf dem Maschinenbett 12 befestigt sind, Kontakt geben. Die Kontakte 78 sind mit den Bezugsleitungen 76 ausgerichtet und erzeugen St ander Stellungssignale S-, und Sp, wenn die Widerstandselemente 80 durch eine Speisequelle angeschaltet werden. Da die Widerstandselemente 80 exakt auf dem Bett 12 in bezug auf das Werkstück 20 angeordnet sind, zeigen die Signale S-, und Sp au£h den Abstand zwischen den Ständern 14- und der gewünschten Schneidbahn 50 an. Die Verbindung des Durchmessersignales D-, und des Ständerlagesignales S-, sowie der Signale Dp und Sp ergibt eine exakte Information der Lage der Kanten 48-4-8' relativ zu dem gemeinsamen Schneidweg 50.
Bei der Seitensteuerung der Scheiben 28 mit einer Kompensation der Kantenabnutzung der Scheiben werden beide Signalpaare D-,-S-, und Dp-Sp den Vergleichsschaltungen 82-82' aufgegeben. Die Signale D-, und Dp werden über Einstellschaltungen 84-84' zur Kompensation der Anfangs-Startbedingungen aufgegeben. Wenn die Durchmessersignale D-, und D2 aufgrund von Änderungen im Durchmesser der Trennscheiben 28 sich ändern, wejirden Fehlersignale £D auf den Ausgangsleitungen 86-86' erzeugt, die ihrerseits nach einer entsprechenden Verstärkung mit Verstärkern 87-87' die Motoren 44-44' zur seitlichen Verschiebung der Ständer 14-14' antreiben. Diese Seitenbewegung der Ständer 14—14' wiederum kompensiert die Abnutzung der Trennscheiben 28-28', bis die Fehlersignale auf den Leitungen 86-86* aufgehoben werden.
Da die Trennscheiben 28-28' nach unten gegen das Werkstück 20 unter Steuerung durch getrennte Motoren 36-36' vorgeschoben werden und in einer gemeinsamen Ebene arbeiten, wird die Versetzung A zwischen den Achsen 54-54' sorgfältig aufrechterhalten. Jedes Scheibengestell 30 nimmt einen vertikalen Kontakt
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auf, der seinerseits mit einem entsprechenden, in vertikaler Richtung angeordneten Widerstandselement 92 in Kontakt steht. Die Ausgangssignale H1 und H2, die von den Kontakten 90 erhalten werden, zeigen die vertikale Stellung der Scheibengestelle relativ zu dem gleichen vertikalen Bezug und damit auch die vertikale Stellung der Achsen 54-54' an. Die Vertikalstellungssignale H^ und H2 wiederum werden miteinander in der Schaltung 96 verglichen und es wird ein Signal H auf der Leitung 98 erzeugt, das die abgeführte vertikale Versetzung A zwischen den Achsen 54-54' abfühlt. Das Versetzungssigiial ΔΗ auf der Loi-";'U?ij' 98 wiederum wird mit einem Bezugssignal ΛΗ™-™ verglichen, das aus einem Potentiometer 100 erhalten wird und die minimale, zulässige Versetzung anzeigt. Die Schaltung 102, in der AH und -AEjZ[JiJ miteinander verglichen werden, ist so ausgelegt, daß der Ausgang auf der Leitung 104 unverändert bleibt oder Null ist, solange die abgefühlte Versetzung /^H größer ist als die minimale, von dem AH,»-™.-Signal zulässige Versetzung.
Wenn das abgefühlte Vers et zungs signal Δ H unteren minimalen Wert fällt, wird ein Fehl ervers et zung^s signal t^. auf der Leitung 104 erzeugt und zur Verringerung des Antriebes zum Motor 36 der nacheilenden Trennscheibe 28 verwendet. Beide Motoren 36 und 36' werden mit einem gemeinsamen Geschwindigkeitsantriebssignal Vjj, das aus dem Potentiometer 106 stammt, gespeist. Das Antriebssignal VH für den Motor 36 jedoch ist mit dem Fehlersignal ε^ an eine Subtraktionsschaltung 108 gekoppelt, die das Antriebssignal Vg um den Betrag des Fehlersignales ε-Μ- reduziert, so daß die Scheibe 28 verzögert und die gewünschte Versetzung zwischen den Achsen 54-54' wieder hergestellt wird.
Steuerschaltungen, die verwendet werden, um die Versetzung A längs des Schneidweges 50 über die Scheiben 28-28' aufrechtzuerhalten, können von an sich bekanntem Aufbau sein. Die exakte Steuerung kann durch Sicherheitsschaltungen ergänzt werden, die beim Auftreten bestimmter Bedingungen wirksam
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werden. Beispielsweise können GrenzschaIter 110-110· in der Nähe der unteren Bewegungsenden der Scheibengestelle 30 angeordnet sein, um den nach abwärts gerichteten Vorschub der Scheiben 28 anzuhalten. Zusätzlich kann eine Querkopplungsschaltung vorgesehen sein, um die Arbeitsweise der Seitensteuerschaltungen 82 auf eine bestimmte Seitenstellung am Maschinenbett 12 zu beziehen. Eine derartige Schaltung würde dazu beitragen, daß seitliche Abweichungen vom tatsächlichen Schneidweg 50 während eines Trennvorganges verhindert werden.
Im Betrieb der Trennmaschine 10 sind die Trennscheiben 28-28', die jeweils einen Durchmesser von 150 cm haben können, zuerst von Hand so ausgerichtet, daß ihre Achsen 54—54-' vertikal um etwa 20 cm versetzt sind, während die Umfangstrennkanten 48-MS* in seitlicher Richtung auf dem Schneidweg 50 angeordnet sind. Die Kanten überlappen den Schneidweg 50 seitlich um etwa 0,15 cm. Ent sprechend sdSSLi eßt im Falle vorliegender Erfindung der Ausdruck "im wesentlichen tangential zur Schneidbahn"eine solche geringe Überlapp^ung mit ein.
Nehmen die Scheiben 28 diese in Fig. 1 gezeigte Stellung ein, werden die Einstellschaltungen 84-84' so betätigt, daß die Ausgänge auf den Leitungen 86-86' auf Null gebracht werden. Die vertikale, nach abwärts gerichtete Vorschubgeschwindigkeit V^. für die Bearbeitung wird gewählt und der Arbeitsvorgang beginnt.
Wenn die Trennscheiben sich nach abwärts auf das Werkstück 20 zu vorschieben, beginnt die Scheibe 28' sich abzunutzen und die Änderung des Durchmessers wird mit einer Verringerung in der Größe des Signales D2 zur Anzeige gebracht. Diese Änderung bewirkt, daß das Fehlersignal auf der Leitung 86' zunimmt, und nach einer Verstärkung wird der Motor 44' so betätigt, daß er den Ständer 14' in seitlicher Richtung nach innen verstellt, bis das Signal auf der Leitung 86' wieder auf Null gebracht wird. Ein ähnlicher Vorgang schließt sich für den anderen Ständer 14
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und die Trennscheibe 28 an, so daß der gesamte Trennvorgang des Werkstückes 20 in gleichförmiger Weise längs des gemeinsamen Schneidweges 50 fortgesetzt wird.
Die Vorteile der beschriebenen Ausführungsform und die Arbeitsweise ergeben sich in Verbindung mit den Figuren 3 und ^* Das Trennen großer Werkstücke 20 mit Trennscheiben in einem Schleif Vorgang erfordert Scheibenantriebsmotoren 32 verhältnismäßig großer Leitung (jeweils in der Größenordnung von 100 PS). Die Trennung der Drehantriebe der Trennscheiben in zwei Motoren 32 ermöglicht, daß sie auf seitlich verschiebbaren Ständern 14- befestigt werden können, die ihrerseits mit entsprechend großen Betätigungsvorrichtungen 44 verschoben werden können, um eine exakt gewünschte Seitliche Überlappung der Trennscheibenkanten 48 auf einem gemeinsamen Schneidweg 50 zu gewährleisten. Schutzhauben und Abdeckungen wie auch Kühleinrichtungen für die Trennscheiben sind der besseren Übersicht wegen weggelassen worden.
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Claims (6)

  1. Τ/ρ 7700 - 6. August 73 W/We
    Patentansprüche
    f 1. JDiaschine zum zerspanenden Bearbeiten von Werksticken, z.B. aus — Metallrohstangen oder dgL, mit ersten und zweiten TrennscheiDen, die drehbar in einer gemeinsamen Ebene befestigt sind und die parallele Drehachsen aufweisen, wobei die Trennscheiben so angeordnet sind, daß die Kanten einer jeden Trennscheibe im wesentlichen tangential zu einem geraden, gemeinsamen Abspan- bzw. Schneidweg verlaufen, und wobei die Trennscheiben auf entgegengesetzten Seiten des Schneidweges befestigt sind und ihre Drehachsen voneinander in der Kichtung parallel zum Schneidweg so versetzt sind, daß die Kanten der Trennscheiben tangential zum Schneidweg an versetzten Stellen längs des Schneidweges verlaufen, und mit einer Vorrichtung zum Vorschieben der Achsen der Trennscheiben auf das Werkstück zu in einer Züchtung parallel zum Schneidweg, gekennzeichnet durch eine Abfühlvorrichtung (60, 60') zur Bestimmung der Lage der Kanten (4-8) der Trennscheiben (28, 281J, und eine Antriebsvorrichtung Cbb, bb'), die auf die Abfüllvorrichtung (60, 60') anspricht, um die Achsen der '-J-'rennscheiben (28, 28') in solchen Stellungen zu halten, daß die Kanten (48) der Trennscheiben (28, 28') weitgehend tangentail zum Schneidweg (50) bleiben.
  2. 2. Ma-schine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführvorrichtung (60, 60') erste und zweite Kantenanzeigevorrichtungen (62, 62') aufweist, deren jede ein Kantensignal erzeugt, das der abgefühlten Kante einer entsprechenden Trennscheibe (28, 28') entspricht, daß die Anzeigevorrichtungs- Einst ellsrorrichtung (70,7O1) auf die Kantensignale anspricht, um die Kantenanzeigevorrichtungen (62, 62") in Abfühleingriff mit den Kanten (48) der Trennscheiben (28, 28*) zu halten, und daß eine Vorrichtung (72, 74; 72', 74') auf die Anzeigevorrichtungs-Einstellvorrichtung (70, 70') anspricht, um Durchmessersignale (D1, Dp) zu erzeugen, die die Lage der Kanten der Trennscheiben
    509810/0417
    Τ/ρ 7700 ~ 6. August 73 W/We
    (28, 28') anzeigen.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (66, 66') Mittel (76, 78, 80; 76', 73l , 80') zur Erzeugung von Wegstellungssignalen (S^, Sp) aufweist, die die Lage des Schneidweges (50) darstellen, daß eine Vorrichtung (82, 82') auf die Wegstellungssignale (S^, S2) und die Durchmessersignale (D^, D^) anspricht, um Steuersignale für den Seitenvorschub zu erzeugen, die dem Abstand zwischen den Kanten der Trenn-scheiben (28, 28') und dem Schneidweg (50) entsprechen, und daß eine Seitenantriebsvorrichtung (44, 44')
    auf das Seitenvorschubsteuersignal anspricht, um die Achsen der Trennscheiben (28, 28') in solchen Stellungen zu halten, daß die Kanten (48) der Trennscheiben (28, 28') weitgehend tangential zum Schneidweg (50) verbleiben.
  4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (90, 92; 90', 92') Achsenstellungssignale erzeugt, die der Lage der Achsen der Trennscheiben (.28. 28') entsprechen, und daß die Achsenstellungssignale der Vorschubeinrichtung aufgegeben werden, um die Versetzung der Achsen relativ zueinander aufrechtzuerhalten.
  5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (98) die Achsenstellungssignale vergleicht und ein Versetzungssignal (<_ H) erzeugt, das diese Signale anzeigt, daß Mittel zur Erzeugung von VorschubSignalen vorgesehen sind, die die gewünschte Vorschubgeschwindigkeit der Trennscheiben (28, 28') längs des Schneidweges (50) auf das Werkstück
    (20) zu erzeugen, daß eine Vorrichtung (100) ein gewünschtes Versetzungssignal erzeugt, das die minimal zulässige Versetzung zwischen den Achsen der Trennscheiben (28, 28') anzeigt, und daß eine Vorrichtung (108) auf die Achs enst ellung* -
    509810/0417
    Τ/ρ 7700 J\
  6. 6. August 73 W/Ve
    signale und das gewünschte Versetzungssignal anspricht, um eines der Vorschubsignale zu ändern und damit eine Änderung des Vorschubs für eine der Trennscheibe'n zu "bewirken, damit die gewünschte Versetzung zwischen den !Crennscheibenachsen aufrechterhalten wird.
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