DE2745830A1

DE2745830A1 - Steuervorrichtung fuer den arbeitskopf einer werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2745830A1
Application number: DE19772745830
Authority: DE
Inventors: Ralph S Mosher
Original assignee: ROBOTICS Inc CORP
Current assignee: ROBOTICS Inc CORP
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1977-10-12
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2368751A1; GB1544561A; CA1064286A; IT1088482B; US4155272A; JPS622950B2; DE2745830C2; FR2368751B1; JPS53101184A

Description

Patentanwalt O Π I C ρ O f\

MICHAEL KORN

Dipl. Ing.

Robotics, Inc. Corp. R 14 P 1

Doubleday Ave., Route 5°
Ballston Spa,

New York 12o2o, USA

Steuervorrichtung für den Arbeitskopf einer Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Vorrichtungen dieser Gattung braucht man z.B. dazu, einen Fräskopf, eine Sprüheinrichtung oder dergleichen in einer Ebene auf einem Werkstück zu verfahren, z.B., um auf diesem Werkstück bestimmte Muster zu fräsen oder aufzuzeichnen. Vorrichtungen dieser Art v/erden auch dazu benötigt, Dichtungsmassen in bestimmten Mustern zu verspritzen. Vorrichtungen dieser Gattung sind zum Beispiel aus der US-PS 3 8l8 769 bekannt. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen will die Erfindung erreichen, daß man Arbeitsköpfe von Werkzeugmaschinen mit hoher Genauigkeit, oder - was das Gleiche bedeutet - auf komplizierten Pfaden oder Wegen führen kann. Insbesondere soll die Fläche, in welcher der Arbeitskopf verfahren wird, relativ groß sein können. Die Erfindung löst diese Aufgabe

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mit den im Anspruch 1 beschriebenen Mitteln. Die Vorrichtung arbeitet erkennbar im Wesentlichen nur mit mechanischen Getrieben und gestattet - was weiter unten erkennbar wird - den Bau relativ großer Kurvenscheiben, die damit relativ große Muster zeichnen können oder relativ komplizierte Muster mit großer Genauigkeit.

In den UnteransprUchen sind besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.

Im Folgenden wir/d die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispielsj

Fig. 2 eine Teildraufsicht der Anordnung nach Figur 1, teilweise geschnitten und unter Weglassung eines Teils des Gehäuses;

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie 3-3 der Figur 2;

Fig. 4 einen horizontalen Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Figur 3;

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt nach der Linie 5-5 in Figur 2;

Fig. 6 einen vertikalen Teilschnitt nach der Linie 6-6 in Figur 2;

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Fig. 7 in Draufsicht einen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels;

Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Figur 7» und

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 in Figur 8.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung mit Nockensteuerung. Mit 11 ist ein Gehäuse bezeichnet, welches auf zwei mit Abstand voneinander angeordneten Beinen ruht; an einem der Beine ist ein Bedienungspult 13 angeordnet. Das Gehäuse 11 hat an der erkennbaren Stelle einen quer verläufenden Schlitz 14, durch welchen ein Träger 15 von innen nach außen führt. Dieser Träger iR kann nicht nur quer entlang der Achse der Öffnung 14 im Gehäuse bewegt werden, sondern auch parallel zu seiner Längsrichtung einwärts und auswärts. Eine Bewegung des Trägers 15 parallel zur Öffnung 14 wird als Bewegung entlang der X-Achse bezeichnet und eine senkrecht dazu stehende Bewegung des Trägers 15 parallel zu seiner Erstreckung als Bewegung in Richtung der Y-Achse. Der Träger 15, insbesondere die an seinem vorderen Ende angebrachten Arbeitsköpfe 15 A und 15 B, kann also an jede Stelle einer X-Y-Ebene verfahren werden. Es sei beipielsweise angenommen, daß die Arbeitsköpfe 15 A und I5 B Düsen oder dergleichen sind, aus denen ein Kunststoff- oder ähnlicher Werkstoff austritt und in Gestalt beispielsweise einer Zylinderkopfdichtung

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eines Verbrennungsmotors verspritzt wird. Selbstverständlich können die Arbeltsköpfe auch Schneidwerkzeuge, Präser, Bohrwerkzeuge, SchweiQwerkzeuge oder dergleichen darstellen; es handelt sich um Arbeitsgerätschaften, die auf einer ganz bestimmten Bahn in bestimmten Mustern geführt werden sollen, wie weiter unten erläutert werden wird.

Die zu beschreibende Einrichtung soll etwa dieselben Aufgaben erfüllen können, wie der Manipulator, der in der US-PS 3*878.652 beschrieben ist. Der bekannte Manipulator arbeitet Jedoch elektromechanisch, wobei Steuernocken verwendet werden, um elektrische Signale zu erzeugen, die dann ihrerseits zur Steuerung eines elektrohydraulischen Servomechanismus verwendet werden. Im Gegensatz zu der elektromechanischen Anordnung in der genannten US-PS arbeitet die Einrichtung nach der Erfindung mit einem ausschließlich mechanischen System zur Steuerung und Positionierung eines Arbeitskopfes irgendeiner Werkzeugmaschine.

Wie man am besten aus Figur 3 ersieht, sind in dem Oehäuse zwei relativ große scheibenförmige Antriebsnocken 16 und 17 gelagert, und zwar in paralleren vertikalen Ebenen auf einer gemeinsamen Antriebswelle 18, die durch einen Motor 19 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 2o alt vorher bestimmter konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die gemeinsame Antriebewelle 18 ist im Gehäuse 11 In geeigneten und nicht gezeigten Lagern aufgehängt. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen« treibt die Nockenscheibe 16 den Arbeitskopf in Richtung der Y-Achse an und die Nockenscheibe 17 dient zur Bewegung der Arbeltsköpfe In Richtung der X-Achse.

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Zu diesem Zweck hat jede der beiden Nockenscheiben eine entsprechend gestaltete Nut, die in Figur 2 bei 21 gestrichelt dargestellt ist und in Figur bei 22. Diese Nuten definieren den Bewegungspfad der Arbeitsköpfe des Gerätes. Die Nuten sind jeweils an der Unterseite der Nockenscheiben 16 bzw. 17 ausgebildet und dienen zur Führung eines Gleitklotzes 2J> in Figur 3 für die Y-Richtung und eines Gleitklotzes 24 für die X-Richtung. Es sei darauf hingewiesen, daß die gezeigten Kurvengestalten für die Nuten 21 und 2% für eine ganz bestimmte Bewegung ausgelegt sind und nur beispielsweise dargestellt sind. Durch Anwendung anders gestalteter Nuten 21 und 22 wird der Bewegungspfad des Arbeitskopfes geändert. Damit man die Nockenscheiben 16 und 17 leicht auswechseln kann, sind sie nach Art bekannter Schnellverschlüsse auf der Welle 18 befestigt. Die Nockenscheiben 16 und 17 haben recht große Durchmesser in der Größe von 5o bis loo cm; die beiden Nuten 21 und 22 bilden geschlossene Pfade und liegen vollständig innerhalb des Radius der jeweiligen Nockenscheibe. Die Radien der Nockenscheiben begrenzen mithin die Bewegung der Gleitklötze auf die Größe des Pfeiles 25 in Figur 2 und des Pfeiles 26 in Figur 4.

Die jeweilige Gestalt der Nuten 21 und 22 wird von dem gewünschten Arbeitspfad des Arbeitskopfes 15 A am Ende des Trägers 15 diktiert. Die Nuten berücksichtigen in ihrer Gestalt auch die geometrischen Bedingungen der von ihnen geführten Gleitklötze

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und des mechanischen Getriebes bis zum Arbeitskopf, weshalb die Nuten eine andere Gestalt haben können als der Bewegung des Arbeitskopfes entspricht. Wie man aus den Figuren 2 und 4 sieht, ist der Umfang der Nuten recht beachtlich, weshalb relativ große Nockenscheiben 16 und 17 erforderlich sind. Da die Nuten relativ große Abmessungen haben, ist eine sehr genaue Führung des Arbeitskopfes möglich. Die Bewegung des Arbeitskopfes selber bestimmt die Gestalt der Nuten 21 und 22, wie z.B. in der oben erwähnten US-PS im einzelnen beschrieben ist.

Am Y-Gleitklotz 25 ist ein Lenker 27 angelenkt (siehe Figuren 2, 3 und 5) und am anderen Ende des Lenkers 27 ist ein weiterer Gleitklotz angelenkt, der in einer Y-Führung 29 gleitet, die ihrerseits gehäusefest ist und dazu dient, den Y-Antrieb von der Wirkung des X-Antriebs abzukoppeln oder zu trennen, wie man aus den Figuren 2 und 6 erkennt. Der Y-Lenker 27 weist an seinen äußeren Längskanten eine V-förmige Querschnittsgestaltung auf, die mit entsprechend komplementär V-gestalteten Arbeitsflächen von 4 Führungsrollen 3o in etwa der Weise zusammen wirken, wie dies in Figur 5 bei der Einzelheit bei 31 angedeutet ist. Die Führungsrollen 3o geben also dem Lenker 27 eine Längsführung; die Rollen 3o sind drehbar in Lagern 32 auf einem Wagen 33 gelagert. Die Rollen 3° und die Führungen an der Seite des Lenkers 27 sind so gestaltet, daß die Rollen 3o das Gewicht des Lenkers 27 bewegbar aufnehmen, wodurch Reibungsverluste zwischen dem Lenker 27, dem Gleitklotz 23 und der Führungsnut 21 an der unteren Fläche der Nockenscheibe 16 minimal sind. Dadurch, daß die

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Nut 21 mit Gleitklotz 23 an der Unterseite der Nockenscheibe 16 angeordnet ist, wird verhindert, daß Schmutz in die Nut fällt. Wie weiter unten im Einzelnen noch erläutert wird, wird das Gewicht der Rollen jjo* der Lager 32 und des Wagens 33 von einem dem X-Antrieb zugeordneten Wagen getragen.

Wie man am besten aus Figur 5 erkennt, weist der Wagen 33 nach unten abstehende Lager bzw. Ansätze 35 und 36 auf, auf denen drehbar mit geringer Reibung äußere Führungsrollen 37 für den Träger angeordnet sind; Figur 2 zeigt, daß vier solche Rollen 37 vorgesehen sind. Diesem Träger 15 lagernden Rollen 37 wirken mit an den Außenkanten des Trägers 15 entsprechend V-förmigen Führungen zusammen und lassen - bezogen auf Figur 5 - den Träger 15 also sich senkrecht zur Papierebene bewegen.

Die Ansätze 35 und 36 unten am Wagen 33 stehen noch unter die FUhrungsrollen 37 vor; an diesen vorstehenden Teilen ist ein versetzter innerer Träger 34 befestigt. Der innere Träger 34 ist an seinen Außenkanten wieder mit V-förmig gestalteten Fuhrungen senkrecht zur Papierebene in Figur 5 versehen; mit diesen Führungen wirken Tragrollen 38 zusammen, deren Anordnung aus Figur 2 erkennbar ist. Diese Rollen 38 sind drehbar auf zwei mit Abstand zueinander angeordneten Trägern 41 und 42 befestigt, die einen Wagen für die X-Richtungs-Bewegung bilden; die Bauelemente 41 und 42 sind über hoch stehende Tragplatten 43 bzw. 44 alt zwei unteren Trägern verbunden, die ebenfalls zu dem Wagen für die

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X-Richtung gehören. Die beiden Träger 45 erstrecken sich in der X-Richtung und sind in dieser Richtung durch 4 Rollen 46 bewegbar getragen, die an den Trägern 45 lagert sind. Die Rollen 46 bewegen sich auf ·' bezogen auf Figur 4 nach innen weisenden Schienen 47, die ihrerseits innen im Gehäuse 11 befestigt sind. Man erkennt insbesondere aus den Figuren 4 und 5» daß die mit Abstand zueinander angeordneten Träger 41 und 42 des für die X-Richtung ausgebildeten Wagens sich zwischen zwei zu diesem Wagen gehörenden Trägern 45 erstrecken, sodaß der für die Y-Richtung vorgesehene Wagen, der aus den Bauelementen 34 und 33 mit Träger 15 und den Rädern 37 besteht, sich frei auf den Rollen 38 iSzogen auf Figur 5 senkrecht zur Papierebene und quer zur Breite des Gerätes gemäß Figur 4 bewegen kann. Bei einer Bewegung in dieser Richtung, welche die Y-Richtung ist, wird der Y-Wagen von der Führung 29 und dem Gleitklotz 38 daran gehindert, sich in der X-Richtung zu bewegen. Erkennbar sia-ti die beiden, den Richtungen X und Y zugeordneten Antriebsmechanismen voneinander vollständig entkoppelt.

Wie die Figuren 4 und 5 zeigen, wird die Bewegung in der X-Richtung durch die Nockenscheibe 17 bestimmt, welche an ihrer Unterseite eine in Figur 4 gestrichelt dargestellte Nut 22 aufweist. In der Nut 22 läuft ein Gleitklotz 24, der auf einem Träger 5I befestigt ist. Der Träger 51 ist unter dem Träger 42 befestigt und erstreckt sich

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zwischen den beiden unteren Tragschienen 45 des X-Wagens. Man erkennt aus Figur 4, daß bei Drehung der zum X-Antrieb gehörenden Nockenscheibe 17 der Gleitklotz 24 sich von einer Position beispielsweise 24 zur Positions 24 ' und von da zur Position 24 '' bewegt und dann zurück entlang der X-Achse aufgrund der Gestalt der Nut 22. Die Bewegung des Gleitklotzes 24, der direkt mit dem Träger 51 verbunden ist, läßt den aus den Trägern 45 bestehenden Wagen für die X-Richtung gemäß Figur 4 oder 5 nach rechts oder links laufen, und zwar durch Führung der Rollen 46 und der damit zusammen wirkenden Schienen 47. Eine Bewegung in der X-Richtung ist also unabhängig von einer Bewegung des zur Y-Richtung gehörenden Wagens.

Aus der vorstehenden Beschreibung erkennt man, daß bei einer durch die Nockenscheibe 17 bewirkten Bewegung des X-Richtungs-Wagens in Richtung der X-Achse diese Bewegungsgröße von der besonderen Kontur der Nut 22 abhängt. Gleichzeitig verstellt die Nut des Y-Antriebs den Y-Richtungs-Wagen in Abhängigkeit von der Gestalt dieser Nut 21. Beide Bewegungen überlagern sich und stellen das Werkzeug am Vorderende des Trägers 15 über eine Bahn stets in eine Position, die ausschließlich von der Gestalt der Nuten 21 und 22 abhängen. Die Führung der einzelnen Bauelemente auf Schienen in Rollen verringert Reibung. Zweckmäßig stellt man die bewegten Teile aus einem Leichtmetall her, um dynamische Kräfte zu verringern. Anstelle von Leichtmetall kann man auch hochfeste Polymere verwenden.

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Als besonders wichtiges Merkmal wird angesehen, daß die X-Y-Ebene, in welcher die Bewegungen stattfinden, parallel zu den beiden großen Nockenscheiben sind. Durch dieses Merkmal wird unter anderem erreicht, daß nur geringe Reibungskräfte auftreten und vor allem dynamische Kräfte gering bleiben und sich nur in dieser Ebene abspielen. Wie man weiter besonders gut aus Figur 3 erkennt, sind große Teile des Gesamtantriebes zwischen den beiden Nockenscheiben 16 und 17 angeordnet. Dadurch erhält man eine geringe Bauhöhe.

Bei der soweit beschriebenen Anordnung wären die Arbeitsköpfe in ihrer Bewegung auf die Länge der Pfeile 24 in Figur 4 und 25 in Figur 2 beschränkt. Um diese Beschränkung zu überwinden, sind mechanische, die Bewegungsgrößen vergrößernde Mittel an der Transporteinrichtung vorgesehen, welche auf den Träger 15 wirken und die Bewegungsgröße mindestens entlang einer Bewegungsachse vergrößern. Hierzu sei auf Figuren 2 und 5 hingewiesen. Gemäß Figur 5 ist an dem Träger 15 an seiner unteren rechten Kante eine versetzte Schulter 6l ausgebildet, an der die Zähne 62 einer Zahnstange ausgebildet sind. Diese Zahnstange 62 wirkt mit den Zähnen eines Zahnrades 63 zusammen, wobei die Zahnstange sich über die Längsrichtung des Trägers 15 erstreckt, wie man aus Figur 2 sieht. Das Zahnrad 63 ist auf einer kurzen Antriebswelle 64 gelagert, die in dem versetzten inneren Träger 34 gelagert ist. Dieser versetzte innere Träger 34 ist - wie beschrieben wurde - über die Bauelemente 35 und 36 mit dem Bauelement 33 verbunden, und

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entlang der Y-Richtung senkrecht zur Papierebene der Figur 5 durch den Lenker 27 bewegbar. Der Lenker 27 wird durch den Gleitstein 2J> bewegt, der in der Nut 21 der Nockenpfeile 16 läuft. Um auf mechanische Weise die Bewegung in der Y-Richtung zu vergrößern, ist am unteren Ende der Welle 64 ein Zahnrad 65 gelagert, welches mit einer Zahnstange 66 zusammen wirkt, welches über die ganze Breite des Trägers 4l des X-Richtungs-Wagens geht. Wenn also der Y-Richtungs-Wagen bewegt wird, läßt das Zahnstangengetriebe 65, 66 das größere Zahnrad 63 mit derselben Drehzahl mitlaufen, wodurch die lineare Bewegung des Trägers 15 um den Betrag 1 ⁺ 2 vergrößert wird, wobei D, der Durchmes-

ser des unteren Zahnrades 65 und D₂ der Durchmesser des größeren oberen Zahnrades 63 ist, welches seinerseits den Träger 15 antreibt. Wie der Fachmann erkennt, kann man durch entsprechende Wahl der Durchmesser-Verhältnisse der Zahnräder 65 und 63 praktisch jede beliebige lineare Vergrößerung der Bewegungsgrößen des Trägers 15 erreichen, wobei lediglich Apparate bedingte Begrenzungen auftreten.

Da bislang beschrieben wurde, auf welche Weise man eine Vergrößerung der Bewegungsgröße in der Y-Richtung erhält, ist für den Fachmann klar, daß man mit ähnlichen Mitteln eine mechanische Vergrößerung der Bewegungsgröße in der X-Richtung erreichen kann, und zwar entweder nur für die X-Richtung oder in beiden Richtungen, wodurch praktisch die Größe der Arbeitsebene vergrößert wird, in der sich die Arbeitsköpfe 15 A und 15 B bewegen.

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Zur Betätigung ddr Arbeitsköpfe 15 A und 15 B über entsprechende Steuersignale, die an bestimmten Stellen der Bahn der Arbeitsköpfe auftreten sollten, ist eine Steuereinrichtung mit Steuerscheibe 71 gemäß den Figuren 2 und 3 vorgesehen. Diese Steuerscheibe 71 ist koachsial mit den beiden großen Nockenschreiben l6 und 17 drehfest verbunden. Zur Steuereinrichtung gehören mehrere am Umfang der Steuerscheibe einstellbare Kontaktteile, wie z.B. bei 72 gezeigt ist. Diese kleinen Steuernocken 72 wirken mit einem Mikroschalter 73 zusammen, der gehäusefest angeordnet ist. Jedes Mal, wenn ein solcher Kontakt 72 am Mikroschalter 73 vorbei läuft, erzeugt der Mikroschalter 73 entsprechende Signale, die beispielsweise den Arbeitsköpfen zugeführt werden können. Beispielsweise können solche elektrischen Hilfssignale dafür verwendet werden, einen Arbeitskopf zu heben oder zu senken, eine entsprechende Flüssigkeit aus dem Arbeitskopf austreten zu lassen, oder einen solchen Flüssigkeitsfluß zu beenden, usw.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7-9 wird eine mechanische Vergrößerung der Bewegungsgröße bzw. der Amplitude erreicht, die sich von einer Qleitstein-Bewegung ableitet; dies steht im Gegensatz zu den Zahnstangen-Getrieben, die zum selben Zweck bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wurden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7-9 sind für entsprechend gleiche Teile beim-r-zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel gleiche Bezugszeichen verwendet worden.

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Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7-9 treibt eine gemeinsame Antriebswelle 18 über ein Getriebe 2o die zwei großen Kurven- oder Nockenscheiben 16 und 17 sowie die Steuerscheibe 71 an. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Bewegungsebene, die aus der X- und Y-Richtung gewonnen wird, parallel zu den Ebenen der großen Kurvenscheiben ausgebildet.

Wie man aus den Figuren 7 und 8 erkennt, ist der Gleitstein 23 des Y-Richtungsantrlebes (Kurven-Scheibe 16) auf einem Arm 27 A zwischen einer Verankerungswelle 74 und dem Ende des Armes 27 A befestigt. Das Ende des Armes 27 A ist schwenkbar über ein Kupplungsglied 27 B mit einer rechteckigen Platte 27 C verbunden, in welcher aus Gründen der Gewichtsersparnis mehrere große Löcher vorgesehen sind. Aus den Figuren 8 und 9 erkennt man, daß die Platte 27 C an ihren Außenkanten V-förmig gestaltete Schienen aufweist, über welche diese Platte in entsprechend gestalteten Tragrollen 3>o gelagert ist, welche ihrerseits frei drehbar gelagert sind. Diese Anordnung dient dazu, bei der Ansicht nach Figur 7 das für den Y-Antrieb dienende Element 27 C in Figur 7 nach links und nach rechts zu bewegen.

Wenn die für den Y-Antrieb dienende Nockenscheibe sich dreht, läßt eine Nut 21 wie in Figur 2 einen Gleitstein 23 gemäß Figur 7 auf und ab bewegen, wodurch der Schwingarm 27 A zwischen den Extremstellungen 27 A ' und 27 A " verschwenkt wird.

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Dadurch wird das Bauelement 27 C, welches den Träger 15 mit den Arbeitsköpfen trägt, bei der Orientierung nach Figur 7 nach oben und nach unten bewegt.

Wie Figur 9 zeigt, sind die Rollen 30 frei drehbar auf Zapfen oder Ansätzen 32 auf dem für die Y-Richtung zuständigen Wagenteil 33 gelagert. Das Teil 33 trägt den Träger 15 in der aus Figur 8 erkennbaren Weise. Der Träger 15 hat an seinen unteren Außenkanten V-förmige Schienen, die den Schienen 31 in Figur 5 in Aussehen und Funktion entsprechen. Diese Schienen des Trägers 15 laufen in frei drehbaren Rollen 37, die auf Lagerzapfen 35 des für die X-Richtung zuständigen Wagens 45 gelagert sind. Das Bauelement 45 hat auf seiner Unterseite einen zweiten Satz von Lager-Ansätzen mit darauf angeordneten frei drehbaren Rollen 46. Die Rollen 46 werden auf Schienen 47 geführt, die ihrerseits gehäusefest sind.

Gemäß Figur 7 ist das den X-Wagen tragende Element 45 schwenkbar mit einem Verbindungsglied 76 C verbunden, das seinerseits über eine Schwenkkupplung 76 B an einen Schwingarm 76 A angekoppelt ist. Der Schwingarm 76 A ist an einem Ende ortsfest bei 77 drehbar gelagert und am frei schwingenden Ende über das Kupplungsteil 76 B mit dem Verbindungsarm 76 C.Auf dem Schwingarm 76 A ist für die Bewegung in der X-Richtung ein Gleitklotz 24 zwischen dem Ortsfesten Lager 77 und dem freien Ende des Armes befestigt. Das freie Ende des Armes ist über einen Zapfen 76 B oder dergleichen mit einem Lenker 76 C verbunden. Bei Drehung der für die X-Richtung

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zuständigen Kurvenscheibe 17 wird der Gleitklotz 24 in der Nut bezogen auf Figur 7 von rechts nach links bewegt; das freie Ende des Schwingarmes 76 A macht diese Bewegung llnär vergrößert mit und zieht über den Lenker 76 C den für die X-Richtung zuständigen Wagen 45 mit, der über Schienen 47 in Rollen 46 gelagert ist.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist mit Ausnahme des folgenden Punktes gleich der des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispieles. Durch die Hebelwirkung des Schwenkarms 27 A im Y-Antrieb und des Schwenkarms 76 Im X-Antrieb erhält man eine lineare Vergrößerung der Bewegung bezogen auf die Jeweiligen Radiusstellen der entsprechenden Nuten, d.h. gegenüber der Bewegung der Gleitklötze 2J> und 24. Aufgrund der schwingenden Bewegung der Enden der Hebel 27 A und föxJt 76 A ist bei gleichmäßiger Drehzahl der Scheiben 16 und 17 die Geschwindigkeit der Bewegung des Endes des Trägers 17 nur dann gegeben, wenn man in einer dem · Fachmann geläufigen Weise die Nuten in den Scheiben 16 und 17 entsprechend gestaltet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß auf einer oder jeder der beiden Scheiben 16 bzw. 17 mehr als eine Nut zur Führung des jeweiligen Gleitsteines vorgesehen ist, wobei man weiter daran denken kann, von Hand zu betätigende oder automatisch wirkende Mittel vorzusehen, um den Gleitstein beispielsweise aus einer Nut in die andere umzusetzen. Mehr als eine solche Nut auf einer Scheibe zu haben heißt, daß praktisch mehrere Programme für

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die entsprechende Koordinate eingebaut sind. Wenn man mehr als eine Nut an der Unterseite einer der beiden Scheiben verwendet, dann verwendet man zweckmäßig auch mehr als einen Satz von Signalgebern am Umfang der Scheibe 71, und zwar je Nut einen solchen Satz. Es ist nicht nötig, hier Mittel zu beschreiben, wie man dann von einem Programm auf das andere übergeht, weil dem Fachmann solche Programmierungen geläufig sind.

Zu den weiteren Mitteln zur Ausgestaltung der Erfindung kann noch gehören, einen umkehrbaren Antriebsmotor für die Scheiben mit den Nuten vorzusehen, damit man ein bestimmtes programm beispielsweise in beiden Richtungen durchfahren kann. Dies ist z.B. dann zweckmäßig, wenn man bei der Herstellung von Zylinderkopfdichtungen und dergleichen aufeinander folgende Arbeitsgänge in jeweils umgekehrter Richtung durchläuft; auf diese Weise wird eine ungleichmäßige Abnützung der Gleitsteine verhindert.

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Claims

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Patentansprüche

Mit Steuerkurvenscheiben arbeitende Vorrichtung zum Steuern und Bewegen des Arbeitskopfes einer Werkzeugmaschine, z.B. eines Spritzkopfes oder eines Bohrers in einer (X-Y-)Ebene, gekennzeichnet durch:

zwei relativ großflächige, parallele und koaxial gemeinsam antreibbare Steuerkurvenscheiben (16, 17) mit je mindestens einer Steuerkurve (21 bzw. 22) und einem Gleitstein (23 bzw.24) darin,

einen ersten, in der X-Richtung der Ebene im Gshäuse der Vorrichtung mittels des Gleitsteines (24) in einer Steuerkurve (22) verfahrbaren (46) Wagen oder Schlitten (41, 42, 45; Fig. 4),

einen zweiten, in der Y-Richtung der Ebene

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auf dem ersten Wagen verfahrbaren Wagen oder Schlitten (33, 34, 35, 36), der unabhängig von der (X-)Stellung des ersten Wagens auf diesem mittels des Gleitsteins (23) in der anderen Steuerkurve (21) verschiebbar ist, und

einen Träger (15) für den Arbeitskopf (15 A, 15 B) an dem zweiten Wagen oder Schlitten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wagen (Fig. 4) den Gleitstein (24) für seine Verschiebung in der X-Richtung ortsfest trägt und daß auf dem zweiten Wagen in der X-Richtung längsverschieblich, aber in dieser Richtung gehäusefest ein Träger (27) gelagert ist, der ortsfest den Gleitstein (23) für die Verschiebung in der Y-Richtung trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eines oder in beide Getriebe für die X- und/oder Y-Richtung zwischen den jeweiligen Gleitstein und den Arbeitskopf ein an sich bekanntes, den Hub (in der X- und/oder Y-Richtung) des Arbeitskopfes vergrößerndes Zahnstangengetriebe (62, 63» 65* 66) eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (siehe Fig. 7-9) der erste und der zweite Wagen jeweils über einen Schwenkhebel (76 A und 27 A) im Gehäuse bzw. auf dem ersten Wagen ver-

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fahrbar sind, der an einem Ende gehäusefest (77 und 74) drehbar gelagert ist, am anderen Ende mit dem zugeordneten Wagen gekoppelt ist und an einer Stelle dazwischen jeweils ortsfest einen Gleitstein (23, 24) trägt.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Steuerkurvenscheiben mit senkrechter Antriebsachse (18) gelagert sind und jeweils auf den nach unten weisenden Flächen die Steuerkurven mit den darin laufenden Gleitsteinen tragen.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß drehfest mit den Steuerkurvenscheiben (16, 17) eine Scheibe (71; Fig. 3) angeordnet ist, die an ihrem Umfang einen oder mehrere Nocken (73) aufweist, welche im Betrieb einen ortsfesten Schalter betätigen, der seinerseits - in bekannter Weise - Steuersignale, z.B. für Einzelfunktion des Arbeitskopfes liefert.

Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide Steuerkurvenscheiben (16, 17) zwei oder mehr Steuerkurven aufweisen, welche unterschiedliche Bewegungen des Arbeitskopfes bewirken und daß Mittel vorgesehen sind, den Antrieb zwischen den verschiedenen Steuerkurven umzuschalten und ggfs. für jede solche Einzelsteuerkurve eine Scheibe (71) nach Anspruch 6

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vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb für die Kurvenscheiben derart richtungsmäßig umschaltbar ist, daß aufeinanderfolgende Arbeitsgänge mit sich jeweils umkehrendem Drehsinn der Scheiben abwickeln.

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