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Einrichtung zum Bearbeiten von sich längs
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erstreckenden Werkstücken mit Hilfe einer Meßvorrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum Bearbeiten von sich längs erstreckenden Werkstücken
auf bestimmten Längenabschnitten derselben mit Hilfe einer das Werkstück unmittelbar
abtastenden Meßvorrichtung, die über eine Programmsteuerung für vorwählbare Vorschublängen
mit dem Antrieb von zwei oder mehreren Vorschubrollenpaaren gekoppelt ist, die sich
in Bewegungsrichtung der Werkstücke vor und hinter einer Bearbeitungsstation befinden.
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Bei derartigen Einrichtungen wird einerseits die Maßerstellung durch
Abtastung der Oberfläche der sich längs erstreckenden Werkstücke vorgenommen und
andererseits die Bearbeitung des Werkstücks durch mehrere hintereinander angeordnete
Werkzeuge durchgeführt, so daß die Längenmessung
an einer einzigen
Stelle des Werkstücks dann nicht ausreicht, wenn der Abstand zwischen der Meßstelle
und dem am weitesten entfernten Werkzeug größer ist als der kleinste Abstand der
vorgesehenen Bearbeitungsstelle an dem Werkstück von dem jeweils nächsten Ende desselben.
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Aus der DT-PS 17 77 105 ist eine Einrichtung bekannt, bei welcher
jeder Vorschubeinrichtung, die in Bewegungsrichtung der Werkstücke vor und hinter
der Bearbeitungsstation angeordnet sind, eine Meßeinrichtung zugeordnet ist, die
über eine Programmsteuerung für beliebig vorwählbare und während des Betriebs veränderbare
Vorschubstrecken mit den Antrieben der Vorschubeinrichtungen zu deren Stillsetzung
verbunden sind, wobei entweder beide Streckenmeßeinrichtungen synchron geschaltet
über ein gemeinsames Meßgerät auf die den Vorschub stillsetzende Anordnung einwirken
oder bei getrennt voneinander wirksamen Längenmeßeinrichtungen mit diesen jeweils
zugeordneten Meßgeräten im Bereich der der Bearbeitungsmaschine vorgeordneten Vorschubeinrichtung
ein auf den rückwärtigen Rand des Werkstückes reagierender Signalgeber vorgesehen
ist, der die Streckenmeßeinrichtung der anderen Vorschubeinrichtung einschaltet.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine meß- und
schaltungstechnisch einfache und betriebssichere Einrichtung zu schaffen, mit der
darüberhinaus der kleinste Abstand der Bearbeitungsstelle von dem jeweils nächsten
Ende des Werkstücks noch kleiner gestaltet werden kann.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Meßvorrichtung in
Bewegungsrichtung der Werkstücke nach dem
hinteren Vorschubrollenpaar
angeordnet ist, daß der Abstand zwischen der Meßvorrichtung und der in Bewegungsrichtung
der Werkstücke ersten, zu dieser senkrecnten Werkzeugachse der Bearbeitungsstation
von einem Kontaktstab überbrückbar ist, welche entgegen der Wirkung einer elastischen
Vorspannvorrichtung von dem Werkstück in Bewegungsrichtung desselben mitnehmbar
geführt und dabei von der Meßvorrichtung abtastbar sowie, nach Berührung der Meßvorrichtung
durch das Werkstück selbst, aus der Bewegungsbahn des Werkstücks heraus - und nach
Durchlauf des Werkstücks wieder hineinbewegbar sowie durch die Vorspannvorrichtung
in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar angeordnet ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Abstand zwischen der Mittelachse
der Bearbeitungsstation und der Meßvorrichtung mechanisch durch den Kontaktstab
überbrückt werden kann, der eine Verlängerung des Werkstückes darstellt, das den
Kontaktstab solange mit der Stirnseite vor sich herschiebt, bis das vordere Ende
des Werkstücks mit der Meßvorrichtung in Berührung kommt und diese selbst, anstelle
des Kontaktstabes, weiter in Drehung versetzt. In diesem Augenblick wird der Kontaktstab
aus der Bewegungsbahn des Werkstücks solange herausbewegt, bis das Werkstück selbst
die Bearbeitungsstation durchlaufen hat.
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Der Kontaktstab braucht daraufhin nur wieder in die Bewegungsbahn
des darauffolgenden Werkstücks sowie daraufhin durch die Vorspannvorrichtung in
seine vordere Ausgangsstellung zurückbewegt zu werden, um einen neuen Arbeitszyklus
einleiten zu können. Es liegt auf der Hand, daß durch die Erfindung eine außerordentlich
betriebssichere, weil steuerungstechnisch einfache Anordnung geschaffen wird, die
eine hohe Lebensdauer der Einrichtung sicherstellt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen
hervor.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einrichtung,
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Führung für einen Kontaktstab, Fig. 3 eine Draufsicht
zu Fig. 2, und Fig. 1 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV in Fig. 2.
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In den Figuren isr eine Einrichtung , zum Bearbeiten von Werkstück
20 mittels Bearbeitungswerkzeugen, im vorliesenden Beispiel Bohrwerkzeugen 50, 51,
mit einer drehbaren Meßvorrichtung 3 gezeigt welche das Werkstück 20 unmittelDar
abtaster und über eine nicht dargestellte Programmsteuerung fir vorwählbare Vorschubläncen
in an sich bekannter Weise rot dem Antrieb von zwei Vorschubrollenpaaren 6. @ bzw.
1 1 H gekoppelt ist, die sich in Bewegungsrichtung X der werkstücke 2 vor und hinter
der Bearbeitungsstation 50, 51 befinden.
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Erfindungsgemäß ist die e Meßvorricntung 3 in Bewegungsrichtung der
Werkstücke 20 nach dem hinteren Vorschubrollenpaar 6' 9 angeordnet wobei der Abstand
zwischen der Meßvorrichtung Z und bc- n Bewegungsrichtung der Werkstücke ersten,
zu dieser senkrechter Werkzeugachse 53 der Bearbeitungsstation 50, 5' - vc~ einer
Kontaktstab 2 überbrückbar ist,
welcher entgegen der Wirkung einer
elastischen Vorspannvorrichtung 14 von dem Werkstück 20 in Bewegungsrichtung X desselben
mitnehmbar geführt und dabei von der Meßvorrichtung 3 abtastbar sowie, nach Berührung
der Meßvorrichtung 3 durch das Werkstück 20 selbst, aus der Bewegungsbahn X des
Werkstücks heraus - und nach dem Überfahren des Bewegungsbereiches des Kontaktstabes
durch das Werkstück in diese wieder hineinbewegbar sowie durch die Vorspannvorrichtung
14 in seine Ausgangsstellung zurückbewegbar angeordnet ist.
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Dabei ist ein Schalter 11 in Bewegungsrichtung X der Werkstücke 20
hinter dem vorderen Vorschubrollenpaar 6, 8 angeordnet, bei dessen Betätigung durch
ein Werkstück 2o die Druckrolle 8 des vorderen Vorschubrollenpaares gegen das Werkstück
20 bewegbar sowie die Meßvorrichtung 3 gegen den Kontaktstab 2 anstellbar und gleichzeitig
ein nicht gezeigter Antrieb für die Vorschubrollenpaare 6, 8 bzw. 6', 9 in Betrieb
setzbar ist.
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Im Abstand hinter dem in Bewegungsrichtung X der Werkstücke 20 hinteren
Ende des Kontaktstabes 2 in dessen Ausgangsstellung ist ein Nullpunktschalter 13
angeordnet, bei dessen Betätigung durch den Kontaktstab 2 ein den Nullpunkt für
die Längenmessung festlegender Impuls der Programmsteuerung zugeführt wird, so daß
von diesem Augenblick an die Messung der Länge des Werkstücks beginnt. Wenn das
Werkstück 20 die Meßvorrichtung 3 erreicht hat, d.h. mit seinem vorderen Stirnende
bereits eine kurze Länge in Berührung mit der Meßvorrichtung steht, schaltet eine
Kurve 15 auf dem Kontaktstab einen an dessen Führung angeordneten Schalter b5, derart,
daß die Führung 55 mit dem Kontaktstab 2 aus der Bewegungs-
bahn
X des Werkstücks 20 herausbewegt wird und der nicht dargestellte Antrieb für das
vordere Vorschubrollenpaar 6, 9 gegen das Werkstück 20 bewegt wird. Die 7E5rUng
55 gibt bei ihrer Abwärtsbewegung einen Schalter @7 frei, wodurch die Vorspannvorrichtung
14 abgeschaltet wird, so daß der Kontaktstab seine durch 72S das Werkstück hervorgerufene
hintere Stellung in der #getauchten Ruhestellung der Führung beibehält.
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In seiner aus der Bewegungsbahn Y der Werkstücke 20 mittels der Führung
55 herausbewegten Ruhestellung bedämpft der Kontaktstab 2 einen in der Führung 55
angeordneten Schalter b3 im Sinne eines Antriebes beider Vorschubrollenpaare 6,
8 bzw. 6', 9. Hierdurch wird der Arbeitszyklus der Einrichtung mit Hilfe der beiden
Vorschubrollenpaare fortgesetzt, nachdem er vorher unterbrochen worden war, um den
Kontaktstab aus der Bewegungsbahn des Werkstücks herausbewegen zu können.
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Nachdem das rückwärtige Ende des Werkstücks 20 an einem vor dem vorderen
Vorschubrollenpaar 6, 8 angeordneten Schalte#r 1o vorbeibewegt wurde, wird durch
diesen ein
Impuls ausgelöst, durch den die mit der Kolbenstange
eines hydraulischen Zylinders 56 verbundene Druckrolle 8 des vorderen Vorschubrollenpaares
6, 8 aus der AndrUckstellung gegenüber dem Werkstück 20 zurückbewegt wird.
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Sobald das rückwärtige Ende des Werkstücks 20 an einem der hinteren
Vorschubrolle 6' vorgeschalteten Schalter 12 vorbeibewegt wurde, werden durch einen
von dem Schalter ausgelösten Impuls die Druckrolle 9 des hinteren Vorschubrollenpaares
durch einen hydraulischen Zylinder 57 und die drehbare Meßvorrichtung 3 vom Werkstück
20 ebenfalls vorzugsweise hydraulisch abgehoben und ein der Bearbeitungsstation
nachgeschalteter Rollgang f eingeschaltet. Gemäß Fig. 3 und 4 ist die Meßvorrichtung
3 auf einem Schlitten 58 angeordnet, der auf zwei Gleitstangen 59, 59a, die in horizontaler
Ebene im Abstand parallel voneinander angeordnet sind, hydraulisch hin-und herverschiebbar
ist. Die Gleitstangen 59, 59a sind an einer Konsole 60 befestigt.
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Dem Nullpunktschalter 13 ist in Bewegungsrichtung X der Werkstücke
20 ein Schalter b6 im Abstand nachgeschaltet, der sämtliche beweglichen Vorrichtungen
der Einrichtung zur Einleitung eines neuen Arbeitszyklus vorbereitet, sobald das
rückwärtige Ende des Werkstücks diesen Schalter freigegeben hat. Dies bedeutet auch,
daß die Führung 55 mittels der hydraulischen Zylinderanordnung 72 in die Bewegungsbahn
des Werkstücks 20 hochgefahren, der Schalter b7 betätigt und dadurch die Führungsrolle
4 entgegen dem Uhrzeigersinn in Drehung versetzt werden, so daß der Kontaktstab
2 in seine vordere Ausgangsstellung zurückbewegt wird, die durch den Schlitz 2a
und den Anschlagstift 75 bestimmt ist.
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Die elastische Vorspannvorrichtung 14 besteht vorzugsweise aus einer
Führungsrolle 4 für den Kontaktstab 2, welche ueber eine Welle 4a mit einem Drehfelimagneten
65 gekuppelt ist. Anstelle des Drehfeldmagneten kann unter Umständen auch eine Drehfeder
genügen. Auf der gegenüber liegenden Seite sind gegenüber der Führungsrolle 4 zurück-und
vorversetzt zwei Führungsrollen 5, 5' um senkrechte Achsen auf der Führung 55 frei
drehbar angeordnet. Die drei Führungsrollen 4, 5, 5' sind genutet und umgreifen
mit ihren Radkränzen das viereckige Hohlprofil des Kontaktstabes 2.
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Die Führung 55 sitzt auf den Stirnseiten von zwei Kolbenstangen 70,
71, die in einer hydraulischen Zylinderanordnung 72 senkrecht verschiebbar geführt
sind, derart, daß die Führung 55 mit Hilfe dieser Zylinder-Kolben-Einheiten in die
Bewegungsbahn X der Werkstücke 20 angehoben und aus dieser nach abwärts herausbewegt
werden kann.
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Der Schalter b7 ist in Höhe der oberen Betriebsstellung der Führung
55 für den Kontaktstab angeordnet und wird in dieser Stellung der Führung betätigt.
Hierdurch wird die Vorspannvorrichtung 14 wirksam, so daß der Kontaktstab erst nachdem
die Führung 55 ihre obere Stellung erreicht hat, in seine Ausgangsstellung entgegen
der Bewegungsrichtung X der Werkstücke gefahren und in dieser Lage unter der Wirkung
der Vorspannvorrichtung gehalten wird. Der Kontaktstab ist in dieser Lage bereit
für eine Beaufschlagung durch ein neues zu bearbeitendes Werkstück.
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Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß der berührungslose Schalter
b4 auf der Seite der Meßvorrichtung 3 neben dem Kontaktstab 2 in dessen oberer Betriebsstellung
in
geringem Abstand vor der Führungsrolle 4 angeordnet ist, während
die berührungslosen Schalter b3 in einer tieferen Stellung im Abstand in Bewegungsrichtung
X hinter der hinteren Führungsrolle 5', jedoch unterhalb derselben angeordnet sind,
so daß der Schalter b3 lediglich in der aus der Bewegungsbahn der Werkstücke zurückgezogenen
Stellung von dem Kontaktstab zu betätigen ist. Der Schalter b5 ist zwischen den
Führungsrollen 5, 5' auf der Führung 55 in Höhe der Kurve 15 angeordnet.
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Es ist ersichtlich, daß der Rollengang f in Vorschubrichtung X hinter
der Bearbeitungsstation einen Raum 7 zur Verfügung stellt, damit der Kontaktstab
2, ohne anzustoßen, weit genug von dem Werkstück 20 in Richtung X der Bewegungsbahn
verschoben werden kann, ehe dieser aus der Bewegungsbahn nach unten wegtaucht.
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In Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann auch
ein kontinuierlicher Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bearbeitung von
sich längs erstreckenden Werkstücken dadurch vorgesehen sein, daß mindestens eine
der Führungsrollen 5 mit einem Drehantrieb für eine Drehung derselben im Uhrzeigersinn
mit einem Drehmoment ausgerüstet ist, das das Drehmoment des Drehfeldmagneten übersteigt,mit
dem die Führungsrolle 4 verbunden ist. In diesem Fall kann die Anordnung derart
getroffen sein, daß durch den vom Schalter b5 ausgelösten Impuls zunächst die Führungsrolle
5 entgegen dem Uhrzeigersinn mit einer gegenüber der Vorschubgeschwindigkeit des
Werkstücks 20 erhöhten Geschwindigkeit kurzzeitig angetrieben wird und infolgedessen
der Kontaktstab 2 mit seinem in Vorschubrichtung X rückwärtigen Ende von dem
Stirnende
21 des Werkstücks 20 freikomst und erst danach die hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung
72 betätigt wird, um die Führung 55 mit dem Kontaktstab aus der Bewegungsbahn X
der Werkstücke abwärts zu bewegen. Auf diese Weise ist es möglich, die Antriebe
für die Vorschubrollenpaare 6, 8 bzw. 6', 9 kontinuierlich weiterlaufen zu lassen
und nur dann zu unterbrechen, wenn das Werkstück 20 an einer bestimmten vorprogrammierten
Stelle bearbeitet werden soll.