DE2646179C3 - Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern eines in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbaren Werkzeugschlittens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern eines in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbaren Werkzeugschlittens, wobei von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Bauart ausgegangen wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung (DE-PS 57 298), die zum Steuern eines Werkzeug- oder Werkstückschlittens beim Bohren von unregelmäßig auf einem Werkstück verteilten Löchern bestimmt ist, gelangt ein Taster und mit ihm das Werkzeug in rechtwinklig aufeinanderfolgenden Bewegungsabschnitten unmittelbar oder über eine Leerstelle von einem Loch zum anderer.. Durch besondere Tastkontakte z. B. für das Verzögern, Abbremsen und für die einzuschlagende Richtung werden die für diese Vorgänge erforderlichen Impulse an die Schlittenantriebe ausgelöst. Diese bekannte Vorrichtung erfordert eine große Anzahl von Kontakten für die Arbeits-, Richtungs- und Bewegungskommandos, die durch Fühlstifte oder fotoelektrische impulse beim Abtasten des Informationsträgers ausgelöst werden. Sie ist daher recht aufwendig und störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das

Bohren von zeilenweise angeordneten Löchern, wie sie

z. B. im Stahlbau an Trägern aus Profileisen oder in Knotenblechen häufig herzustellen sind, eine einfache, selbsttätig arbeitende Steuervorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung

die Markierungen für die herzustellenden Löcher auf dem Informationsträger in der im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Anordnung und Ausbildung vorgesehen.

Durch die Erfindung ist die Zahl der Markierungen und Kontakte gegenüber dem bekannten Informationsträger wesentlich verringert, auch ergibt sich für die zeilenweise angeordneten Markierungen mit der gemeinsamen Bezugslinie eine einfache Herstellung des Informationsträgers.

Vorteilhafterweise wird mit den im Anspruch 2 angegebenen Mitteln das Bohrwerkzeug zunächst abgebremst, bevor es in seine Arbeitsstelle gelangt und angehalten wird. Dieser an sich bekannte Vorgang (DE-PS 11 57 298) wird durch die Auslösung zweier aufeinanderfolgender Signale durch jede der Markierungen des Informationsträgers in besonders einfacher Weise verwirklicht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Vorderseite einer Bohrmaschine, die mit erfindungsgemäßen Vorrichtungen zum selbsttätigen Steuern der Werkzeugschlitten versehen ist,

Fig. 2 einen Teil eines Informationsträgers mit einer Markierung,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der elektrischen Steuereinrichtungen der Vorrichtung nach F i g. 1,
F i g. 4 ein Zeitablaufdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtungen nach F i g. 3,

F i g. 5 die Ansicht einer als Markierungsträger ausgebildeten Platte, und

F i g. 6 eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Doppel-T-Trägers, der unter Benutzung des Markierungsträgers nach F i g. 5 mit Löchern versehen worden ist.

Auf dem Bett 1 einer Bohrmaschine als Beispiel für eine Lochherstellungseinrichtung ist gemäß Fig. 1 ein Aufspanntisch 2 ortsfest angeordnet. Auf dem Tisch 2 wird ein Werkstück G festgelegt. Auf der linken Seite des Werkstücks G befindet sich eine Werkzeugschlittenanordnung 3A zum Herstellen von Löchern auf der linken Seite des Werkstücks; diese Anordnung trägt so einen Bohrkopf 4Λ und die Steuervorrichtung 5/4 für diesen Bohrkopf. Eine Werkzeugschlittenanordnung 3ß auf der rechten Seite des Werkstücks G mit einem Bohrkopf 4ßund einer Steuervorrichtung 5ßdient dazu, das Werkstück auf seiner rechten Seite mit Löchern zu versehen. Über dem Werkstück G befinden sich eine obere Werkzeugschlittenanordnung 3Czum Bohren des Werkstücks von oben her, ein Bohrkopf 4C und die zugehörige Steuervorrichtung 5C. Sämtliche Werkzeugschlittenanordnungen und Steuervorrichtungen werden von Stützen 6 getragen. Die drei Werkzeugschlittenanordnungen 3/4, 3ßund 3Csind von gleicher Konstruktion, abgesehen davon, daß die Schlittenanordnungen 3A und 3ß in der X-V-Ebene verschiebbar sind, während die obere Schlittenanordnung 3C in der X-Z-Ebene verschiebbar ist.

Im Bereich der Schlittenanordnung 3A ist auf dem Bett 1 eine waagerechte Führung TA für einen Schlitten 8Λ ortsfest angeordnet, der im rechten Winkel zur

zugehörigen Bohrspindel d.h. in der X-Richtung bewegt werden kann. An dem Schlitten 8/4 ist eine Führung 9A befestigt, auf der ein Schütten iOA geführt ist, so daß er im rechten Winkel zu der Bohrspindel in der V-Richtung bewegt werden kann. Der Schlitten 10/4 ist mit dem Bohrkopf 4Λ versehen, der einen Bohrer UA trägt.

Dieser kann durch einen Motor angetrieben und in Richtung seiner Achse, d.h. der Z-Richtung, zum Werkstück G hin vorgeschoben und zurückgezogen werden. Die Schlitten 8Λ und 10/4 sowie der Bohrer 11/4 werden durch einen ölhydraulischen Zylinder, eine Gewindespindel od. dgL verstellt

Um die Steuerung der Bewegungen der Schlitten sowie der Bohrer it A, WB und 11C zu erleichtern, sind Endschalter vorhanden, die den X-, Y- und Z-Achsen zugeordnet sind. Ein der X-Achse zugeordneter Endschalter 12Λ der an der Führung IA befestigt ist, erzeugt ein Signal LXi (s. Fig.3), w°nn sich der Schlitten SA in seiner vorderen Endstellung befindet Damit man symmetrisch angeordnete Löcher herstellen kann, indem man einen plattenartigen Informationsträger 18Λ mit seiner Arbeitsseite nach innen einbaut, ist außerdem ein der X-Richtung zugeordneter Endschalter 13/4 in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise so angeordnet, daß beim Erreichen der Endstellung ein Signal LX 2 erzeugt wird. Ein der V-Richtung zugeordneter Endschalter 14Λ ist am oberen Ende der Führung 9A befestigt, so daß ein Signal LYX erzeugt wird, sobald der Schlitten 10/4 seine obere Endstellung erreicht Ferner ist an der Führung 9Λ ein unterer Endschalter 15/4 angebracht, der ein Signal LY2 erzeugt. Der Z-Richtung zugeordnete Endschalter 16Λ und 17Λ sind auf dem Bohrkopf 4/4 angeordnet, damit ein Signal Z-Zl zum Anzeigen der Beendigung der Herstellung eines Lochs und ein Signal LZ2 zum Anzeigen der Rückführung des Bohrers WA in seine Ausgangsstellung erzeugt werden können.

Die Steuervorrichtung 5/4 zum Bestimmen der Stellung der Werkzeugschlitten längs der X-Achse und der Y-Achse wird dadurch betätigt, daß der Informationsträger 18/4 mit einem Taster 19/4 zusammenarbeitet, zu dem eine Lichtquelle 22 (F i g. 3) und eine Photozelle 23 gehören. Gemäß F i g. 1 ist ein Plattenrahmen 20/4 ortsfest in einer Ebene angeordnet, die im rechten Winkel zu dem Bett 1 bzw. parallel zu der Führung TA verläuft Der Informationsträger 18-4 ist mit dem Plattenrahmen 20/4 lösbar verbunden. Eine Feineinstellung des an dem Plattenrahmen befestigten Informationsträgers in der X- und V-Richtung wird durch unabhängig voneinander betätigbare Schrauben ermöglicht, die im Bett 1 und zu beiden Seiten des Plattenrahmens 20,4 vorgesehen sind. Ein hügelartiger Tasterrahmen 2\A ist an dem Bohrkopf 4/4 so befestigt, daß der Informationsträger 18*4 zwischen seinen Schenkeln liegt Mit dem einen Schenkelende ist die Lichtquelle 22/4 verbunden, während am anderen Schenkelende die Photozelle 23/4 befestigt ist; sobald Licht auf die Photozelle trifft, erzeugt diese ein elektrisches Signal P, das gemäß F i g. 3 über eine Leitung einer Schalteinrichtung 24 zugeführt wird.

Der Informationsträger 18/4 nach Fig. 1 ist mit Markierungen versehen, die den Anhalte- und Wendepunkten des Bohrkopfes 4/4 entsprechen. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine dünne Blechplatte mit Löchern zum Durchlassen von Licht, doch könnte man auch ein durchsichtiges Flachmaterialstück aus Kunststoff verwenden, das mit lichtundurchlässigen Markierungen versehen ist Ferner ist es möglich, in Verbindung mit einem Taster eine schwarze Platte zu benutzen, die mit Markierungen aus reflektierendem Material versehen ist so daß der Taster auf reflektiertes Licht anspricht In F i g. 2 ist ein Teil eines Informationsträgers 18 mit einer Markierung Vdargestellt, die in der Abtastrichtung X eine Breite b hat Die Steuervorrichtung arbeitet in Verbindung mit dem Informationsträger 18 bei Abtastung in Richtung des Pfeils in F i g. 2, in der Weise, daß dem Punkt A der Anhaltebefehl und dem Punkt B der Abbremsungsbefehl entspricht

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Einrichtung zum Abtasten der Markierung Vnach Fig.2. Das Signal P, das durch die Photozelle 23 erzeugt wird, wenn sie von dem durch die Lichtquelle 22 erzeugten Licht getroffen wird, wird einer Schaltung 24 zugeführt, die ihrerseits ein Signal Q und danach ein Beendigungssignal 5 erzeugt Die Signale Q und 5 können mit Hilfe bekannter Schaltungstechniken unter Anwendung verschiedener Verfahren erzeugt werden. Beispielsweise wird das beim Eintreffen von Licht erzeugte Signal P unverändert als Signal Q verwendet und das Signal S^ mittels einer UND-Verknüpfung des Komplements Q des Signals Q und eines Signals Q' erzeugt, das gegenüber dem Signal Q etwas nacheilt, so daß ein Signal Q- Q entsteht (F i g. 4). Eine Schaltung, die diese Aufgabe erfüllt, läßt sich aus Transistoren, integrierten Schaltkreisen, Relaiskreisen oder dgl. aufbauen. Mit Hilfe des Signals Q läßt sich ein Steuerventil einer Öldruckregeleinrichtung zum Zweck des Abbremsens betätigen, während das Signal 5 dazu dient, ein Steuerventil zum Beenden der Bewegung zu betätigen. Wird anstelle einer hydraulischen Einrichtung eine durch einen Elektromotor antreibbare Gewindespindel benutzt, kann man die Steuerung auf ähnliche Weise durch Abbremsen bzw. Stillsetzen des Elektromotors bewirken. Gemäß F i g. 3 ist ferner eine Steuereinrichtung 25 vorhanden, der die Signale Q und S sowie die Signale LX1, LX2, LYi, LY2, LZ1 und LZ2zugeführt werden, die der X-Richtung bzw. der V-Richtung bzw. der Z-Richtung zugeordnet sind; ferner wird der Steuereinrichtung 25 ein Ausgangssignal T eines Zeitgebers zugeführt, der anspricht, wenn die Länge des das Eintreffen von Licht anzeigenden Signals P einen eingestellten Wert überschreitet.

Die Steuereinrichtung 25 betätigt die Werkzeugschlitten 8 und 10 und den Bohrkopf 4 entsprechend der nachstehenden logischen Verknüpfung. Wie erwähnt, wird eine Abbremsung durch das Signal Q und ein Anhalten durch das Signal 5 bewirkt. Wenn gemäß Fig.2 an dem Punkt A das Signa! LXi bzw. LX2 erzeugt und das Signal S auftritt, wird von einer Bewegung in der Y- Richtung auf eine Bewegung in der X- Richtung übergegangen. Wenn im Zeitpunkt des Auftretens des Signals 5 kein anderes Signal erzeugt wird, wird die Herstellung eines Loches eingeleitet, und sobald der Lochherstellungsvorgang mit der Rückführung des Bohrers in seine Ausgangsstellung beendet ist, wird die Abtastung in der X-Richtung erneut begonnen. Wenn das Signal T erzeugt wird, während sich eine Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit abspielt, wird vom Vorwärtshub auf den Rückwärtshub übergegangen, und der Werkzeugschlitten 8 kehrt in seine vordere Erdstellung zurück, ohne hierbei durch die Markierungen beeinflußt zu werden. Sobald das Signal LX1 bzw. LX 2 die Beendigung des Rückwärtshubes in der X-Richtung anzeigt, wird von einer Bewegung in der -Y-Richtung auf eine Bewegung in der V-Richtung

übergegangen, und wenn das Signal LYi erscheint, wodurch das Erreichen der oberen Endstellung in der K-Richtung angezeigt wird, wird auf Rückwärtshub in der Y- Richtung übergegangen, wobei auch der Werkzeugschlitten 10 ohne jede Beeinflussung durch die Markierungen in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird.

Fig.5 zeigt eine Ausführungsform eines Informationsträgers 18, der es ermöglicht, das in F i g. 6 dargestellte Stahlprofil mit den dargestellten Nietlöchern zu versehen. In F i g. 5 bezeichnen die Markierungen VU, V12 ... VA4, K 45 die Punkte, an denen Löcher hergestellt werden sollen. An den Schnittpunkten zwischen einer Begrenzungslinie yo und den vier abzutastenden Linien Xi, X2, X3 und X4 liegen die Oberkanten weiterer Markierungen i/1, U2, UZ und UA. Außerhalb des Bereiches der markierten Platte 18, der die zuerst genannten Markierungen auf den abzutastenden Linien enthält, sind Markierungen WX, W2, W3 und WA eines dritten Satzes angeordnet. Die ersten Markierungen V und die zweiten Markierungen U haben in der Abtastrichtung eine geringe Breite, während die dritten Markierungen W eine größere Breite haben.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand von Fig.5 weiter erläutert Der Taster 19 bewegt sich aus seiner Ausgangsstellung 5 längs der Begrenzungslinie yo nach oben. Sobald er an der Markierung U1 zum Stillstand kommt, ändert er seine Bewegungsrichtung, um eine Abtastung nach rechts entlang der Linie X1 durchzuführen. Sobald der Taster an der Markierung V11 zum Stillstand kommt, wird der Bohrer 11 vorgeschoben, um das Loch H11 nach F i g. 6 zu erzeugen. Sobald dieses Loch fertiggestellt ist setzt der Taster seine Bewegung nach rechts längs der Linie X1 fort Hierauf werden auf ähnliche Weise die den Markierungen V12 bis V15 entsprechenden Löcher H12 bis H15 gebohrt. Sobald der Taster die Markierung Wi erreicht wird diese Markierung als eine zu dem dritten Satz gehörende Markierung erkannt, da die Verzögerungsperiode länger ist als der an dem Zeitgeber eingestellte Wert, so daß der Taster veranlaßt wird, sich ohne Rücksicht auf die Markierungen längs der Linie Xi wieder in

in Richtung auf die Linie yo zu bewegen.

Hierauf bewegt sich der Taster weiter längs der Linie yo nach oben, und sobald er an der Markierung Ul zum Stillstand gekommen ist, spielen sich ähnlich wie bei der ersten abzutastenden Linie Xi Arbeitsschritte zum Abtasten der zugehörigen Markierungen und zum Herstellen von Löchern ab; danach durchläuft die Vorrichtung entsprechende Arbeitsschritte zum Abtasten von Markierungen und zum Herstellen von Löchern längs der dritten Linie X3 und der vierten Linie X 4.

Sobald sich jedoch der Taster 19 danach weiter nach oben bewegt und die Stellung fnach Fig.5 erreicht, betätigt der Bohrkopf den oberen der V-Richtung zugeordneten Endschalter 14, woraufhin der Bohrkopf seine Bewegungsrichtung umkehrt und sich nach unten bewegt, um wieder seine Ausgangsstellung einzunehmen.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung zum Herstellen von Löchern läßt sich nicht nur bei Profileisen, sondern auch bei Knotenblechen und dgl. benutzen. Sollen Niete an beiden Enden eines Profileisens in symmetrischer Anordnung hergestellt werden, ist es bei der Bohrmaschine nur erforderlich, die mit den Markierungen versehene Platte umzuwenden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern eines in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschiebbaren Werkzeugschlittens mit einem Werkzeug zum Herstellen von Löchern in einem festliegenden Werkstück, wobei die Bewegungen des Werkzeugschlittens mittels auf einem ebenfalls festliegenden plattenartigen Informationsträger angebrachten, der Anordnung der herzustellenden Löcher entsprechenden Markierungen und einem an dem zu steuernden Werkzeugschlitten befestigten Taster so steuerbar sind, daß das Werkzeug in die jeweils vorgesehene Arbeitsstellung gelangt und das Loch bohrt, dadurch gekennzeichnet, daß bei zeilenweiser Anordnung der zu bohrenden Löcher {HU, H12 ... W 44, H45) die entsprechenden Zeilen (Xl, Xl ...) mit den Markierungen (VlI, V12 ... V44, V45) für die Löcher auf dem Informationsträger (18) von einer Begrenzungslinie (Vorausgehen und am Ende jeder Zeile (X 1, X2,...) eine von den Markierungen (VIl, V12, ... V44, V45) für die Löcher abweichende Markierung (Wl, W2,...) vorgesehen ist, durch die der Rücklauf des Tasters (19) auf der abgetasteten Zeile (X 1, X 2,...) bis zur Begrenzungslinie (yo) einschaltbar ist, und daß am Anfang jeder Zeile (Xi, X2, ...) auf der Begrenzungslinie (yo)'}e eine Markierung (Ui, t/2, ...) vorgesehen ist, durch die der Taster zum Anfang der nächsten Zeile (X 2, X 3,...) umschaltbar ist, wo er von der dort auf der Begrenzungslinie angebrachten Markierung (U2, U3, ...) zum Abtasten der nächsten Zeile (X 2, X 3,...) umschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Markierungen (Vl, V12,... V44, V45) längs der Zeilen (Xl, X2,...) zwei je eine Schaltung auslösende, in einem Abstand (b) voneinander angeordnete Kanten (A, B) aufweist, von denen die in Abtastrichtung vordere Kante (B) die Geschwindigkeit des Tasters herabsetzt und die hintere Kante (Α)άζη Taster zum Stillstand bringt.