DE3151613A1

DE3151613A1 - Device for positioning a clamping chuck for a milling machine or lathe

Info

Publication number: DE3151613A1
Application number: DE19813151613
Authority: DE
Inventors: Keitaro Kamakura Kanagawa Yoshii
Original assignee: YOSHII KOGYO CO
Current assignee: YOSHII KOGYO CO
Priority date: 1980-12-29
Filing date: 1981-12-28
Publication date: 1982-08-12
Also published as: JPS57112852U

Abstract

A device for positioning a clamping chuck for a milling machine or a lathe is indicated, in which the clamping chuck shaft, which is formed on the clamping chuck holding the workpiece or the tool, is adjustable in its angle independently in two planes arranged perpendicularly and parallel respectively in relation to the central line of the clamping chuck shaft. According to the invention, a first and a second encoder are provided, which in each case ascertain the size of the angle by which the clamping chuck shaft is displaced in relation to one of the two planes and emit corresponding digital signals, and also an operating part which calculates the size of the angular displacement according to the digital signals, and an output part is provided, which provides a digital display of the angular displacement according to the output signals of the operating part. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Positionieren eines Spannfutters Device for positioning a chuck

für eine Fräs- oder Drehmaschine Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren eines Spannfutters, um ein Werkstück oder ein Werkzeug in einer Fräs- oder Drehmaschine in einer vorgegebenen Winkelstellung befestigen zu können. for a milling or turning machine The invention relates to a device for positioning a chuck around a workpiece or a tool in a To be able to attach milling or lathe in a predetermined angular position.

Eine Fräs- oder Drehmaschine ist gewöhnlich mit einer Spannvorrichtung ausgerüstet, der die Spannfutterwelle, die an die Spannvorrichtung angeformt ist, unabhängig in zwei orthogonalen Ebenen im Winkel einstellbar ist, um die Stellung des Werkzeugs bzw. Werkstücks verändern zu können. Bislang wurden bei solchen Anordnungen jedoch die Winkelstellungen bezüglich der jeweiligen Drehebenen visuell auf Skalen abgezeigt, die an der drehbaren Komponente vorgesehen waren, was nicht nur eine längere Zeit erforderlich machte, sondern auch beim Lesen der Skalenteilung Ungenauigkeiten verursachte.A milling or lathe machine is usually equipped with a clamping device equipped that the chuck shaft, which is formed on the clamping device, independently in two orthogonal planes the angle is adjustable to the position to be able to change the tool or workpiece. So far, such arrangements however, the angular positions with respect to the respective planes of rotation are shown visually on scales shown, which were provided on the rotatable component, which is not just one Required a long time, but also inaccuracies when reading the scale graduation caused.

Angesichts solcher Nachteile ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Positionieren eines Spannfutters anzugeben, mit dem ein schnelles und genaues Ablesen der Winkelstellung des Spannfutters möglich ist.In view of such disadvantages, the object of the present invention is a device for positioning a Specify the chuck, with which a quick and precise reading of the angular position of the chuck is possible is.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung zum Positionieren eines Spannfutters zur Verwendung in einer Fräs- oder Drehmaschine, bei der die Spannfutterwelle an das Spannfutter, welches das Werkstück bzw. Werkzeug hält, angeformt ist, unabhängig in zwei bezüglich der Mittellinie der Spannfutterwelle senkrecht bzw. parallel angeordneten Ebenen im Winkel einstellbar ist, wobei diese Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ein erster und ein zweiter Decoder vorgesehen sind, welche jeweils die Größe des Winkels, um die das Spannfutter bezüglich der jeweiligen dieser beiden orthogonalen Ebenen im Winkel versetzt ist, feststellen und die entsprechenden digitalen Signale ausgeben, und daß ein Betriebsteil vorgesehen ist, der die Größe der Winkelstellung auf der Basis dieser digitalen Signale berechnet, und daß ein Ausgabeteil vorgesehen ist, der eine digitale Anzeige der Winkelstellungen nach Maßgabe der Ausgangssignale des Betriebsteils liefert.According to the invention, this object is achieved by a device for positioning a chuck for use in a milling or lathe, in which the chuck shaft to the chuck that holds the workpiece or tool holds, is integrally formed, independently in two with respect to the center line of the chuck shaft perpendicular or parallel planes can be adjusted at an angle, these Device according to the invention is characterized in that a first and a Second decoders are provided, which each measure the size of the angle by which the Chuck at an angle with respect to the respective of these two orthogonal planes is offset, determine and output the corresponding digital signals, and that an operating part is provided which the size of the angular position on the base these digital signals are calculated, and that an output part is provided which a digital display of the angular positions according to the output signals of the Part of the business.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der Figuren näher erläutert.In the following the invention is based on a preferred embodiment and the figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vollständigen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch die Spannfutterhaltereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Draufsicht mit einem Teilschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 4 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2; und Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für die elektronische Schaltungsanordnung.Fig. 1 shows a perspective view of a complete device according to an embodiment of the present invention; Fig. 2 shows a vertical section by the chuck holder means of the apparatus of Figure 1; Fig. 3 shows a plan view with a partial section of the device according to the invention; Fig. 4 shows a cross section along the line IV-IV in Fig. 2; and Fig. 5 shows a block diagram for the electronic circuit arrangement.

In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ganz allgemein eine Spannfutterhaltevorrichtung, bei der ein erster Kodierer 42 und ein zweiter Kodierer 52, die weiter unten näher beschrieben werden, vorgesehen sind.In Fig. 1, the reference numeral 10 generally designates a A chuck holding device having a first encoder 42 and a second encoder 52, which are described in more detail below, are provided.

Mit 12 ist eine Ausgabeeinheit bezeichnet, die einen Betriebsteil 68 und eine Ausgabeteil 70 aufweist, die noch beschrieben werden.At 12, an output unit is referred to, which is an operating part 68 and an output part 70, which will be described later.

Entsprechend den Figuren 2 bis 4 ist die Spannfutterhalteeinrichtung 10 so angeordnet bzw. ausgebildet, daß die Spannfutterwelle 16, die an das das Werkstück greifende Spannfutter 14 angeformt ist, unabhängig voneinander sowohl in einer Ebene senkrecht zur Mittellinie der Spannfutterwelle wie auch in einer anderen, zu dieser Mittellinie parallelen Ebene im Winkel angeordnet werden kann Im einzelnen ist die Spannfutterwelle 16 in einem Drehgehäuse 22 mit Hilfe von Kugellagern 18 1 20 (Fig. 2) zur Drehung um die eigene Achse in einer zu dieser Achse senkrechten Ebene gelagert. Ein Schneckenrad ist auf die Spannfutterwelle 16 mit einem flachen Teil 24 aufgekeilt. Mit dem Schneckenrad kämmt eine Schnecke 28 (Fig. 4), die in dem Drehgehäuse 22 gelagert ist. Die Spannfutterwelle 16 kann auf diese Weise in einer Ebene senkrecht zu der Achse der Spannfutterwelle gedreht werden, indem die Schnecke 28 mit Hilfe der Handkurbel 30 gedreht wird, die auf die Stummelwelle der Schnecke aufgepaßt ist und an ihr befestigt ist. Gegenüberliegend zu der äußeren Peripherie des Nabenteils des Schneckenrades 26 ist ein Klemmschuh 32 angeordnet, der bezüglich der Peripherie des Nabenteiles vor und zurückbewegt werden kann, indem ein Klemmknopf 34 gedreht wird, der durch eine Seitenwand des Gehäuses 22 geschraubt ist. Ein Festziehen des Klemmknopfes 34 bewirkt, daß der Klemmschuh 32 gegen die Peripherie des Nabenteiles des Schneckenrades gepreßt wird, wodurch die Spannfutterwelle in einer gewünschten Winkelstellung in einer zur Mittellinie (Achse) der Spannfutterwelle senkrechten Ebene festgestellt wird.The chuck holding device corresponds to FIGS. 2 to 4 10 so arranged or designed that the chuck shaft 16, which is attached to the workpiece gripping chuck 14 is formed, independently of each other both in one plane perpendicular to the center line of the chuck shaft as well as in another, to this one Center line parallel plane can be arranged at an angle Chuck shaft 16 in a rotary housing 22 with the help of ball bearings 18 1 20 (Fig. 2) mounted for rotation around its own axis in a plane perpendicular to this axis. A worm wheel is keyed onto the chuck shaft 16 with a flat portion 24. A worm 28 (FIG. 4), which is in the rotary housing 22, meshes with the worm wheel is stored. The chuck shaft 16 can be perpendicular in this way in a plane be rotated to the axis of the chuck shaft by the worm 28 with the help the hand crank 30 is turned, which takes care of the stub shaft of the worm and is attached to it. Opposite to the outer periphery of the hub part of the worm wheel 26, a clamping shoe 32 is arranged, which with respect to the periphery of the hub part can be moved back and forth by turning a clamping knob 34 which is screwed through a side wall of the housing 22. Tightening the Clamping button 34 causes the clamping shoe 32 against the periphery of the hub portion of the worm wheel is pressed, whereby the chuck shaft in a desired angular position in a plane perpendicular to the center line (axis) of the chuck shaft will.

Das Drehgehäuse 22 hat die Form eines Hauptsegmentes eines Zylinders, wobei das Spannfutter sich durch die flache Sehnenfläche des Gehäuses erstreckt. Die gekrümmte periphere Außenfläche 35 des Drehgehäuses 22 ist entlang seiner- einander gegenüberliegenden Endkanten mit Schwalbenschwanznuten 36, 36 versehen, mit deren Hilfe das Drehgehäuse auf einer Basis 38 für eine Drehbewegung in einer zur Achse der Spannfutterwelle 16 parallelen Ebene verkeilt ist, wie dies Fig. 4 zeigt.The rotary housing 22 has the shape of a main segment of a cylinder, wherein the chuck extends through the flat chordal surface of the housing. The curved outer peripheral surface 35 of the rotating housing 22 is along one another opposite end edges provided with dovetail grooves 36, 36, with their Help the rotary housing on a base 38 for rotary movement in one to the axis the chuck shaft 16 is keyed to the parallel plane, as shown in FIG.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 40, 40 Sechskantsockel bzw. Schrauben, die das Drehgehäuse 22 in einer gewünschten Winkelstellung halten.In Fig. 2, the reference numerals 40, 40 denote hexagonal sockets and Screws that hold the rotating housing 22 in a desired angular position.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 enthält der Encoder 42 ein Gehäuse 44, das an dem Drehgehäuse 22 befestigt ist, die in dem Gehäuse mit dem Ende der Spannfutterwelle 16 verbunden ist. Die Scheibe besitzt eine Anzahl von radial verlaufenden Schlitzen. Ein Licht emittierendes Element 48 und ein Lichtempfangselement 50 sind quer zu den Schlitzen der Scheibe auf einander gegenüberliegenden Seiten der Scheibe innerhalb des Gehäuses 44 so angeordnet, daß das Empfangselement 50 ein Digitalsignal ausgibt, das dem Betrag der Winkelverschiebung der Scheibe 46 und damit der Spannfutterwelle 16 in der eingestellten Position entspricht.Referring to Figures 2 and 3, the encoder 42 includes a Housing 44, which is attached to the rotating housing 22, which is in the housing with the End of the chuck shaft 16 is connected. The disc has a number of radial slots. A light emitting element 48 and a light receiving element 50 are transverse to the slots of the disc on opposite sides of the disc is arranged within the housing 44 so that the receiving element 50 outputs a digital signal which corresponds to the amount of angular displacement of the disk 46 and thus corresponds to the chuck shaft 16 in the set position.

Entsprechend den Figuren 3 und 4 enthält der zweite Encoder 52 ein Gehäuse 54, das auf einer aufrecht stehenden Platte 56 montiert ist, die wiederum an der Basis 38 befestigt ist., sowie eine Scheibe 58, die innerhalb des Gehäuses angeordnet und mit dem Ende der Drehwelle 60 verbunden ist, die sich von der Seitenwand des Gehäuses 22 aus erstreckt. Die Scheibe 58 weist ebenso wie die Scheibe 46 radiale Schlitze auf, und es sind ein Emitterelement 62 und ein Empfangselement 64 quer zu den Schlitzen auf einander gegenüberliegenden Seiten der Scheibe so angeordnet, daß das Empfangselement ein Digitalsignal nach Maßgabe des Betrages der Winkelverschiebung der Scheibe und damit nach der Verschiebung des Gehäuses 22 relativ zu der Basis 38 ausgibt.According to FIGS. 3 and 4, the second encoder 52 contains a Housing 54, which is mounted on an upright plate 56, which in turn is attached to the base 38., as well as a washer 58, which is located within the housing arranged and with the end of the Rotary shaft 60 is connected to the extends from the side wall of the housing 22. The disk 58 also has like the disk 46 has radial slots, and there are an emitter element 62 and a Receiving element 64 transverse to the slots on opposite sides the disc so arranged that the receiving element receives a digital signal in accordance with the amount of the angular displacement of the disk and thus after the displacement of the housing 22 relative to the base 38.

Die Empfangselemente 50 und 64, die dem ersten und dem zweiten Encoder 42 bzw. 52 zugeordnet sind, sind so ausgestaltet, daß sie Digitalsignale ausgeben, die gegeneinander in der Phase um 450 verschoben sind. Die Ausgabeeinheit 12 enthält zwei Sätze von Betriebsteilen 68 und Ausgabeteilen 70. Die Betriebsteile 68 der jeweiligen Sätze enthalten einen Drehrichtungsdiskriminator 72 zur Unterscheidung von Vorwärts-/Rückwärts-Drehungen der zugeordneten Scheiben 46, 58 auf der Basis einer Phasendifferenz zwischen den beiden Digitalsignalen, die von den Encodern 42 bzw. 52 ausgegeben werden, und sie enthalten einen Zähler 74, um die Digitalsignale zu addieren oder zu subtrahieren. Der Zähler 74 addiert somit die Digitalsignale bei einer Vorwärtsdrehung der Scheiben 46, 58, und er subtrahiert die Digitalsignale bei einer Rückwärtsdrehung der Scheiben in Abhängigkeit des Diskriminatorsignals des Vorwärts-/Rückwärts-Drehungsdiskriminatorteils 72. Jeder Ausgabeteil 70 enthält einen Decoder 76 zum Decodieren des Digitalsignals, das dem integrierten Wert des zugeordneten Zählers 74 entspricht, sowie eine Ausgabe 78 zum Anzeigen des numerischen Wertes. In der Fig. 1 bezeichnen 78A und 78B Ausgaben, die den Encodern 42 bzw. 52 zugeordnet sind.The receiving elements 50 and 64, the first and the second encoder 42 and 52 are assigned, are designed so that they output digital signals, which are shifted from one another in phase by 450. The output unit 12 contains two sets of operating parts 68 and output parts 70. The operating parts 68 of the respective sets contain a rotational direction discriminator 72 for discrimination forward / backward rotations of the associated disks 46, 58 on the base a phase difference between the two digital signals sent by the encoders 42 and 52 are output, and they contain a counter 74 to the digital signals to add or subtract. The counter 74 thus adds the digital signals upon forward rotation of the disks 46, 58, and subtracts the digital signals when the disks are rotated backwards as a function of the discriminator signal of the forward / backward rotation discriminating part 72. Each output part 70 includes a decoder 76 for decoding the digital signal corresponding to the integrated value of the associated counter 74 corresponds, as well as an output 78 for displaying the numerical Worth. In Fig. 1, 78A and 78B denote outputs to the encoders 42 and 42, respectively. 52 are assigned.

Mit 80A und 80B sind Versorgungsschalter für die elektro- nischen Schaltungen bezeichnet, die den Encodern 42 bzw. 52 zugeordnet sind. Rücksetzknöpfe 82A und 82B dienen dazu, die integrierten Werte in den Zählern, die den Encodern 42 bzw. 52 zugeordnet sind, auf Null rückzusetzen.With 80A and 80B supply switches for the electrical niches Denotes circuits which are assigned to the encoders 42 and 52, respectively. Reset buttons 82A and 82B are used to display the integrated values in the counters that correspond to the encoders 42 and 52 are assigned to reset to zero.

Im Betrieb werden die Klemmbolzen 40, 40 zunächst gelöst, um zu ermöglichen, daß das Spannfutter 14 zusammen mit dem Drehgehäuse 22 in einer Ebene parallel zu der Achse der Spannfutterwelle 16 gedreht werden kann. Der Zähler 74 wurde zuvor auf Null rückgesetzt durch Herabdrücken des Rücksetzknopfes 82B. Wenn für die Einstellung das Drehgehäuse 22 gedreht wird, wird die Winkelverstellung in der Ausgabe 78B visuell angezeigt. In entsprechender Weise wird nach Lösen des Klemmknopfes 34 die Handkurbel 30 gedreht, um das Spannfutter 14 in einer zur Achse der Spannfutterwelle 16 senkrechten Achse zu drehen, wobei, nachdem der Zähler 74 zuvor durch Herabdrücken des Rücksetzknopfes 82A rückgesetzt wurde, die Winkelverstellung der Spannfutterwelle in der Ausgabe 78A digital angezeigt wird. Die Klemmbolzen 40, 40 und der Klemmknopf 34 werden angezogen, um das Spannfutter in seiner Stellung zu fixieren. Wie beschrieben, werden entsprechend der Erfindung Winkelverstellungen der Spannfutterwelle in zwei wechselseitig zueinander senkrechten Ebenen, die eine parallel und die andere senkrecht zu der Achse der Welle, in Digitalsignale mit Hilfe des ersten und des zweiten Encoders umgewandelt, und auf der Basis dieser Digitalsignale wird in dem Betriebsteil die Winkelverstellung berechnet. Nach Maßgabe des Ausgangs des Betriebsteils werden die Winkelverstellungen digital in dem Ausgabeteil für ein leichtes visuelles Lesen angezeigt, so daß ein genaues und leichtes Positionieren des Spannfutters sichergestellt wird.During operation, the clamping bolts 40, 40 are first loosened in order to enable that the chuck 14 together with the rotary housing 22 in a plane parallel to the axis of the chuck shaft 16 can be rotated. The counter 74 was previously reset to zero by depressing reset button 82B. If for recruitment the rotary housing 22 is rotated, the angular adjustment in the output 78B is visual displayed. In a corresponding manner, after loosening the clamping button 34, the hand crank 30 rotated to the chuck 14 in a perpendicular to the axis of the chuck shaft 16 Axis to rotate, after having previously checked the counter 74 by pressing the reset button 82A has been reset, the angular adjustment of the chuck shaft in the output 78A is displayed digitally. The clamping bolts 40, 40 and the clamping button 34 are tightened to fix the chuck in place. As described, will be according to the invention angular adjustments of the chuck shaft in two alternately planes perpendicular to each other, one parallel and the other perpendicular to the Axis of the shaft, in digital signals using the first and second encoder converted, and on the basis of these digital signals, the Angular adjustment calculated. According to the outcome of the operating part will be the angular adjustments digitally in the output part for easy visual reading displayed, so that an accurate and easy positioning of the chuck is ensured will.

Claims

PATENT CLAIM Device for positioning a chuck 14 for a milling or turning machine, in which the chuck shaft 16, which is attached to the Workpiece or tool holding chuck is connected, independently in two with respect to the center line of the chuck shaft 16 perpendicular or

parallel planes can be adjusted in angle, thereby g It is noted that a first 42 and a second 52 encoder are provided which are each the size of the angle by which the chuck shaft 16 is relative the respective of the two orthogonal planes is adjusted, determine and which output the corresponding digital signals that an operating part is provided, which calculates the size of the angle adjustment on the basis of the digital signals, and that an output part is provided which has a digital display of the angular position supplies according to the output signals of the operating part.