DE2445311A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein maschinenelement auf einer werkzeugmaschine - Google Patents

Antriebsvorrichtung fuer ein maschinenelement auf einer werkzeugmaschine

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DE2445311A1
DE2445311A1 DE19742445311 DE2445311A DE2445311A1 DE 2445311 A1 DE2445311 A1 DE 2445311A1 DE 19742445311 DE19742445311 DE 19742445311 DE 2445311 A DE2445311 A DE 2445311A DE 2445311 A1 DE2445311 A1 DE 2445311A1
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Ralph Eldridge Price
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Landis Tool Co
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Description

PATENTANWALT Anw. Akte: Z
Dipl.-Ing. Wolfgang K. Rauh
51 AACHEN
Krefelder Straße 35 · Telefon 36452
PATENTANMELDUNG.
,. Landis Tool Company
Anmelder:
üiayneeboro, Pa 17 268 USA
USA 24. September 1U73
Pri°rltät: AkU. 399 888
Antriebsvorrichtung Für ein ffauchineneleinent auf Bezeichnung: einer ;jerk2i>uflmaschin©
DIh Erfindung betrifft »ine Antriebsvorrichtung für ein Maschinenelement z,B· Abziehwerkzeug auf einer Werkzeugmaschine mit mindestens *w»i verschiedenen VorsehubgeschwindigKeiten.
Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung ist insbesondere zur Belegung einer Abziehvorrichtung an einer Schleifmaschine vorgesehen, die periodisch die gewünschte Umrißforrr. der Schleifscheibenflochen miederherstellt.
Bei niuhr^cheibenechieifniaschinen, uju eine Vielzahl von Schleifscheiben mit axialem Abstand voneinander auf einer einzigen Schleifscheibengpinüfül drehbar gehalten sind, erfolgt üblicherweise üa3 Abziehen der Schleifscheiben mittels eines umlaufenden Abziehu/erkzeuges, das über die Stirnseite und Radien der Schleifscheibe mit Eilvorschub, langsamem und 3t.hr langsamem Vorschub bewegt wird·
5098U/035g
)"^hT'?nd übliche Hydraulikantrieb?? naeh ufid nach durch elektronische Antriebeys-teme ersetzt lasrderi, dis utshluieiss betätigbare SchrittmotQreaverujanden, iassssi sich solche alektronischen Systeme nicht leicht bei Afveriebsystemsn anujendeo9 uiie s?ie oben be« schrieben sindf ujo der Schrittmotor in entfernen hohen ynd niedrigen Bereichen benutzt werden roüita«,. In* solchen Fällen weruraaehen die fcraftseitigsn Eifiriehtungen des Sehrittmotors bei extrem langsame« Uorscnub ein Rattern ader Hifeiiiefeira des Abziehuierkzeuges das unerwünscht ist.
Bisher wurde dofftg, 'ujo ein Schrittmotor mit einem Kodieter zur genauen Steuerung des5 ss^treis gea-ingen Uorschubgeschiaindigkeit eines 'Viaschinenelementes ζ·Β. einer stufenweise schnell und langsam bewegten Schleifscheibe benutzt wurdeβ ain getrenntes Hydrauliksystem zur Erzeugung das Eiivorschubes benötigt·
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe Eugrundes eine Antriebsvorrichtung für ein Maschinenelement 2„B. Abziehwerkzeug zu schaffen, das stufenweise mit hoher und extrem niedriger Cesehuin-.digkeifc worgeschoben werden muß und die in der Laga ist, das Maschinanslement bei zumindest diesen Geschwindigkeiten kontinuierlich vorzubeuiegen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß dadurch gelöst, daß zwei mit unterschiedlicher Drehzahl umlaufende, dfehrichtungsutikehrbiire* Schrittmotoren über ein Differentialgetriebe auf eine direkt-mit
SOÜH/J 3Ii
BAD ORiQfNAL
der Abtriebsuielle des Differentialgetriebes gekuppelten Vorschub-* spindel einwirken und mit einer Programmateuerungseinrichtung verbunden sind, die den Antriebskreisen der beiden Schrittmotoren Steuersignale übermittelt t nach denen die Schrittmotoren pro~ grammgemäß gleich oder entgegengesetzt umlaufen oder der eine oder der andere Schrittmotor stillgesetzt mird.
Nachstehend ist die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigen:
Fig.1 eine schematische Ansicht eines Teiles einer Schleifmaschine mit dem Arbeitaiueg der Schleifscheibe zwischen der Ruhestellung und dem weitesten Vorschub,
Fig.2 eine Teilansicht der Fig.1 mit einer Darstellung des Arbeitsuieges eines Abziehwerkzeuges zwischen seiner weitesten Vorschubstellung und seiner (zurückgezogenen) Ruhestellung,
Fig·3 einen Querschnitt durch die Vorschubeinrichtung für das Abziehwerkzeug und
Fig.4 ein Schaubild der elektronischen Steuerung der Vorschub-
einrichtung für das Abziehujerkzdug.
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Eine Zylinderschleifmaschine 10 meist eine Wielzahl koaxialer Schleifscheiben lü auf, diü in üblicher Weise mit axialem Abstand voneinander auf einer (nicht dargestellten) Schleifspindel drehbar angeordnet sind. Jede Schleifscheibe ■ UJ kann ein paar Umfangskanten oder Radien 12 und eine dazwischenliegende Umfangsarbeitsfla'che 14, aufweisen. Die Unfangsarbsitsflache und die Urnfangskanten 12 werden periodisch mitteis einer Abzieheinrichtung '16. auf ihre gewünschte Form gearbeitet. Die Abzieheinrichtung '16 besitzt ein umlaufendes, motorgetriebenes und mit Diamanten besetztes Werkzeug 18 .
Eine axiale Beu/egung der Schubstenge .19 eines Supports 20 , an dem das Abziehuierkzeug ,18 befestigt ist, erfolgt durch"Wehung einer Vorschubspindel 22,, die mit einer SchloGmutter .24 in Eingriff steht, die ihrerseits .am Basisgliöd '26 des Schleifscheibunkopfes angebracht ist. Die Hadialbeuegung ües Abziehwerkzeuges 18 luird- wenn es axial bewegt wird, von einer üblichen, entsprechend geformten Schablone ,28 und einer Abtasteinrichtung gesteuert, wie sie im einzelnen in der US-PS 3 121 423 bsachrieben ist.
Zu Beginn des Abziehvorganges wird das Abziehuerkzeug 18' aus seiner Ruhestellung (Fig.1) im Eilv/orschub um eine bestimmte Strecke zur rächten Kante der ersten Schleif sch! _Jtt U bewegt. Anschließend wird das Abziehujerkzeug mit einer ziueiten, geringeren Uorschubgeschuindigkeit über die IJmfangsarbeitsflache und mit einer
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dritten, erheblich langsameren Vorschubgeschuüncjigkext über die linke Umfangskante der Schleifscheibe bewegt.
Diese Arbeitsfolge wiederholt sich bei allen Schleifscheiben bis das Abziehuerkzeug .18. schließlich im Eilvorschub in seine voll ausgefahrene Vorschubstellung gebracht wird.
AnschlieGend tuird das Abziehuerkzeug .18' mieder im Eilvorschub bis zur linken Umf angskante der letzten Schleifscheibe IiJ zu- \ rückbauegt. Daraufhin werden die Umfangsarbeitsflache und uie rechte Umfangskante der letzten Schleifscheibe nacheinander mit der vorgenannten geringeren bzw. erheblich geringeren Vorschubgeschu/indigkeit abgerichtet. Die9er Vorgang wiederholt sich dann bei jeder Schleifscheibe, bis das Abziehmerkzeug 18 im Eilvorschub seine Ausgangsstellung wieder erreicht hat» Damit ist der Arbeitsvorgang des Abziehens beendet.
Die Vorschubspindel 22 (Fig.3) steht über eine Kupplung 48 mit einer umlaufenden Jelle 47 eines Getriebes 37 in Verbindung. Das Getriebe 37' ist in einem am Support "20 mittels einer Befestigungsplatte 41 ; und einem Ziuischenstüc« 42. angebrachten Getriebekasten 39 untergebracht und weist einan Differentialsteg 38 auf. Die Weile 47' uiird van einem in der Befestigungsplatte 41, angeordneten Lager .50 getragen und ist ferner in einem Lager .51 : gehalten, das in einem rechtsumlaufenden, kombinierten Stirnrad-Kegelrad 52 angeordnet ist.
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Dieses rechtsumlauf ende, kombinierte Stirnraü-K&'gelraci 52 ■· ist in · voneinander mit axialem Abstand angeordneten Lagern '53,54 · gelagert, die ihrerseits in einer Bohrung 56 des Getriebekastens 39 gehalten sind«.
Ein linKsumlaufendes.kombiniertes Sii-rnrad-Kegeirad 57;' ist dreh» bar in Lagarn 58,59 gehalten* die von der- Wells 47 gatragen
werden. Auf einem^ von einem am DifPersntialsteg 38. befestigten Bolzen 64 getragenen Lager 63, sitzt ein Kegelrad 61', das mit .den rechts- und iinksumlaufenden Stirn.rad=-Kegeirädern 52,57 ■ in Eingriff steht. Ein Kodierer 3 ist direKt mit der yorsehubspindel ,22. verbunden, so daß die Spindelstellung jederzeit durch den Ausgang des Kodierers festgelegt ist.
Ein derartiger direkter Antrieb erfolgt mittels eines Kodierantriebsrades ,95 , das auf der -Helle 4? sitzt und das Kodiererzahnrad 89 oder dii> Welle 92 des Kodierers antreibt.
Mittels einer Befestigungapiatte 69/ ist ein erster Schrittmotor
67 , der eine fflotorwelie 68 aufweist, am Getriebekaaten 39
befestigt. Ein Wotorritzel 72 ist drehbar zwischen Lagern 76,77·' angeordnet, die.in einer Bohrung 78. des Getriebekastens .39
vorgesehen sind. Das ffiotorritzei 72 ist mit der Rotorwelle ^68 durch einen Keil 79 verbunden und steht mit einem lose laufenden Zahnrad 82 in Eingriff. Ein Ende dieses Zahnrades 82 i"st in einsm Lager 83 gehalten, das in siner Bohrung 84 der 8efestigungsplatie 59 untergebracht ist, während das andere Ende
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des Zahnrades 82. in einem Lager 86 gehalten ist, das sich in einer Bohrung 87 des Getriebekastens 39 befindet«
Das lose umlaufende Zahnrad 82. steht mit dem rechtsumlaufenden Stirnrad-Kegelrad 52 in Eingriff und bewirkt eine Drehung der Vorschubspindel 22 durch den Steg 38 des Differentials, der wiederum die '!/eile 47 im Untersetzungsv/erhäitnis 2:1" antreibt, wenn nur der erste Schrittmotor 67 angetrieban wird.
Mittels einer Befestigungsplatte 99. ist ein zweiter, identischer
ι*
Schrittmotor .97 am Getriebekasten befestigt. Die fflotoruielle trägt ein Ritzel Ί03» , das drehbar zwischen Lagern 106,107 in der Bohrung 108· des Getriebekastens gelagert ist. Das Ritzel
103 greift in ein Primärübersetzungsget'riebe 112 ein, dessen eines Ende in einem Lager 113 in der Bohrung 114 der Befestigungsplatte 41 gelagert ist. Das andere Ende des Primärübersetzungsgetriebes .112 ist drehbar in einem Lager 116 in der Bohrung 117 des Getriebekastens 39, gehaltene
Das Primärübersetzungsgetriebe 112 ueist ein Zahnrad 118'.- auf, das mit dem 5tirnrad~r'.egelrad 57 in Eingriff steht". Eine Drehbewegung beider Schrittmotoren 67,97. bewirkt somit eine Drehung der Vorschubspindel 22 über den Differentialsteg 38 im Verhältnis 1 :1.
Wenn die in Fig.4 gezeigte Prograrnmsteuerungaeinrichtung P ein (nicht dargestelltes) Signal für den Beginn eines Abziehvorganges
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erhält, gibt sie Betätigungssignsie in die Antriebskreise fH1, W2 der Schrittmotoren 67,57., an eineh jedem Schrittmotor zugeordneten Speicher SPI 9 SP2 für die vOrsehubgeschuiindigKeiten und an einen Endpunktspeicher EP um die Parameter der ersten Abziehstufe festzulegen,,
Jeder Speicher SPI5 SP2 . f ür die Vorschubgeschuiindigkeiten betätigt einen zugeordneten Verstärker Vl, M2f der Signale won einem Kristalloszillator 0 erhält und Impulsteihen erzeugt, die von den Speichern SPI, SP2 für die i/orschuhgesehiuindigkeiten für die erste Eilvorschubstufe im flbzietwargeng bestimmt sind»
Der Endpunktspsieher EP liefert ein Signal an einen Komparatorkreis C und bezeichnet das Ende der ersten Arbeitsstufe« Durch einen geeigneten^ augeordneten, mehrschichtigen Kodierer 3 uiird ein Signal; das die gegenwärtige Stellung des Abziehu/erkzeuges 18 entsprechend der Stellung der Uorschubspindel 22 angibt#in den Komparatorkreis C eingegeben. Die Ungleichheit der Signale, die vom Komparatorkreis C.verglichen werden, ergibt,ein Signal, das der Progrsmmsteuerungseinrichtung P eingegeben uiird. Diese gibt dsn Torschaltungen TIj, T2, die jedem Verstärker 1/1,V2 züge« ordnet sind» ein EIN-Sig»s2.,. so daß Impulse von den Verstärkern 1/1., U2 zu den zugeordneten Schrittmotorkreisen fl)1, HI2 zum Antrieb der Schrittmotoren 67,97 mit den gewünschten Uorschubgeschuiindigkeitep für die erste Eiivorschubstufe gelangen*
Die den Schrittinotorkreisen HfII, Π12 zugeführten Signale der Pro«
5098U/0359 grammsteuereinrichtung P bestimmen die Drehrichtung der Schritt-
motorer» 67*9?^ Während des Zilxtarscfoübes werden beide Schrittmotoren 67,9? in der gleichen tfaruiärtsriehtung mit Eildrahzahl angetrieben, um zusätzlich auch dia l/orschubspindel 22 anzutreiben.
Am Ende des Eilvorschubes uiiza der Koßiparatorkreis C auf KuIl abgeglichen, worauf die "EIfJ"~Signale von den Torschaltungen T1, T2 verschwinden,©omit sogleich die Drehbewegung der Schrittmotoren. 67,97 beendet wird. Die Pragramrosteuerungseinrichtung P gibt mieder Signale an den Endpunktspeieher EP, um einen neuen Endpunkt für die nächste Abziehstufe zu bilden«
Für den zweiten Schrittmotor uiird eins Null-Drehzahl und für den ersten Schrittmotor eine langsame Uorsehubdrehzahl eingestellt, die weiterhin in der gleichen Richtung wirksam ist, damit an der Umfangsarbeitsflache der ersten Schleifscheibe die gewünschte Abzieharbeit durchgeführt werden kann.
der Koroparstorkreis C erneut auf UuIl abgeglichen tuird, verschwinden din 'fEIN"-Signaia ztr den Torschaltungen Tt, T2 und die Programmsteuerungseinrichtting P gibt Signals an den Endpunktspeichar EP um einen neuen Endpunkt zu bilden-,Außerdem erhalten die Antriebskreise für die Schrittmotoren 67,97 Signale, um eine umkehrung der Drehbewegung des zweiten Schrittmotors 9? herbeizuführen, während der erstt »Sclirittmotor 6? seine yoruärtsbeuie- · gung beibehält» Die Vorscltubgeschuincligkeit des ersten Schrittmotors wird bei einer aosgeeählten Frequenz (ß) srrti- die Varschubgeschtiiindigkeit Für den zmeiters Schrittmotor bei einer bestimmten
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anderer» Frequenz (B) Festgelegte wobei εΙαθ Fffeqpsns (B) niedriger esirt soll als die Fsaquens (ß)P so dal die Vosfüshubsplndel 22 mit seSir geringer VoE-schubgesehiuiRdigksit fbewsgfc UiIEd5 die direkt proportional der Differenz :&.«■-·■ SB- isfe^ wobei ium Abziehen der Umfangskanten eins eisfcrem niedsfigs ¥oj?setiuibgssehuiir}digkeit benutzt «erden kann»
Dieser Hergang uiiedasholt sieti bei j®d@p SshIeiPsehoib@8 worauf dann das Abziehenk2eu§ ira Eilt,ssi?.sehyb in ©sine EndsteilunQ tfcewsgt wird» Aos^EiiisSend aiffd @s d beider Schrittnsötorsn ö'7D97 in yisosärefotssv ietioeti qlaieheif Rich- tung mit Höchstdrehzahl im Eiiya^sshub su^ückbewegt, bis es vor der Umfangsarbeitsflä^hs der letzten SeSiieifschsiba VJ angekommen
Die limfangsarbeitaflache wire mieder so bearbeitet 9 daß des eine Schrittmotor in seiner Drehrichtung koRtinuierlieh lueiterbuuiegi wird, während der andere SchEittmotoE ©tiligesetzt uiird« Die Umfangskante utird dann luiedes· so bessbeitetj, daß der eine Schrittmotor in seiner Utnlaufrichturtg unverändert angetriebsn und der andere Schrittmotor in entgegengesetzten Umlauf gebracht uferden» Der langsamere üorschub ergibt sich utiedar aus dar Frequenz» differsnz -A ·= B- , Dies lüiederhalt sich bei jeder Schleifscheibe ΰ bis das AbziehwerKseug 18 durch Umlauf bsicier Schrittmotoren 67,9? in gleicher Richtung mit Höchstdrehzahl im Eilgang in άί§ Ausgangsstellung zurückgebracht uiird» Der Abzi.shvorgang ist damit beendet.
5088U/Ö35S

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    Antriebsvorrichtung für ein Maschinenelement·· z.B. Abziehwerkzeuy auf einer iiierkzeugmaschine mit mindestens zwei verschiedenen Var~ schubgeschuiindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß zuiei mit unterschiedlicher Drehzahl umlaufende, drehrichtungs-' umkehrbare Schrittmotoren (67,97) über ein Differentialgetriebe (3Θ, 52, 57) auf eine direkt mit der Abtriebswelle (47) des Differentialgetriebes gekuppelten Vorschubspindel (22) einwirken und mit
    einer Prograjnmeteuerungseinrichtung (P) verbunden sind, die den Antriebskreieen (ΙΪΙ1, HI2) der beiden Schrittmotoren (67,97) Steuersignale übermittelt, nach denen die Schrittmotoren (67,97) programmgemäß gleich oder entgegengesetzt umlaufen oder der eine oder andere Schrittmotor (67, 97) stillgesetzt wird,.
    Für LandisryTool Company;
    Dipl.-Indj/jjolfgang K. Rauh Vl/AlTv
    PATENTANWALT
    509814/0359
    Leerseite
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