DE3516889A1

DE3516889A1 - Werkzeugrevolver fuer drehmaschinen

Info

Publication number: DE3516889A1
Application number: DE19853516889
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. 6251 Runkel Friedrich
Original assignee: Heyligenstaedt & Co Werkzeugmaschinenfabrik 6300 Giessen GmbH; Heyligenstaedt and Co Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Prometec Gesellschaft fur Produktions- Mess- und
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-13
Anticipated expiration: 2005-05-11
Also published as: DE3516889C2

Description

Werkzeugrevolver für Drehmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugrevolver für Drehmaschinen, dessen Revolverkopfscheibe eine rückseitige Stirnverzahnung hat, die in eine entsprechende Stirnverzahnung eines Gehäuses ausrückbar eingreift.
Solche Werkzeugrevolver werden bei Drehmaschinen üblicherweise verwendet und sind deshalb allgemein bekannt.
Bei automatisch arbeitenden Drehmaschinen besteht die Notwendigkeit, die Werkzeuge auf Verschleiß oder Werkzeugbruch zu überwachen, damit in solchen Fällen die Drehmaschine stillgesetzt und/oder das unbrauchbar gewordene Werkzeug ausgewechselt werden kann. Ein Indiz für das Stumpfwerden eines Werkzeugs ist der zunehmende Schnittdruck, durch den die Drehmaschine mit zunehmenden Kräften beansprucht wird. Ein Werkzeugbruch läßt sich durch plötzlich abnehmende Kräfte in der Werkzeugmaschine erkennen.
Zur Werkzeugüberwachung hat man bislang Dehnungsmeßstreifen an den Hauptspindellagerungen und Vorschubspindellagerungen angebracht und aus der Verformung Werkzeugbruch und zum Teil auch Werkzeugverschleiß ermittelt.
Eine solche Werkzeugüberwachung läßt sich jedoch nicht anwenden, wenn die Drehmaschine zwei Werkzeugrevolver hat und bei der Drehbearbeitung oftmals zwei Werkzeuge gleichzeitig im Einsatz sind. Mit den Dehnungsmeßstreifen läßt sich dann nicht feststellen, welches der beiden Werkzeuge die erhöhten Kräfte im Spindelkasten verursacht. Man müßte deshalb für die einzelnen Werkzeuge jeweils eigene Dehnungsmeßeinrichtungen nahe der Werkzeuge vorsehen, was jedoch recht kostenspielig wäre.
Mit allen bisher bekannten Systemen müssen Verlagerungen aufgrund von unterschiedlichen Drehmomenten, Reibverhältnissen über Zeit und Weg, Wärmeverlagerungen und dergleichen mit beachtet und durch erneutes "zu Null setzen" soweit wie möglich ausgeschaltet werden. Oftmals können auch die gewünschten Aussagen über den Werkzeugverschleiß bei extremen Bedingungen nicht mit ausreichender Sicherheit getroffen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugrevolver der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß mit möglichst geringem Aufwand jedes einzelne Werkzeug überwacht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Stirnverzahnung des Gehäuses und dem Gehäuse Druckmeßelemente angeordnet sind.
Eine solche Lösung kommt der Ideallösung sehr nahe. Die ideale Schnittkraftüberwachung wäre die Messung direkt an der Werkzeugschneide. Diese scheidet aber aus geometrischen Gründen (vorhandener Raum / notwendiger Raum für Meßelemente), aus Kostengründen und aus Steifigkeitsgründen aus. Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeugrevolver sind die Druckmeßelemente am übernächsten Bauteil hinter dem Schneidwerkzeug angeordnet. Die eingeleiteten Kräfte müssen über die Druckmeßelemente gehen. Es gibt keinerlei Beeinträchtigung durch Veränderung der äußeren Bedingungen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Druckmeßelemente können die Kräfte, welche einen Rückschluß auf einen Werkzeugverschleiß zulassen, nahe der Werkzeuge ganz besonders zuverlässig ermittelt werden. Die Meßelemente sind hinter der Stirnverzahnung vor Verschmutzung und mechanischen Beschädigungen gut geschützt, so daß die Werkzeugverschleißüberwachung zuverlässig zu arbeiten vermag.
Alle erforderlichen Druckmeßelemente werden vorzugsweise in einem Meßring mit planparallelen Stirnflächen vorgesehen. Ein solcher Meßring kann mit hoher Genauigkeit hergestellt werden und als ganzes mit den Druckmeßelementen zwischen dem Gehäuse und der Stirnverzahnung montiert werden. Dadurch sind Fehler, die beim Anbringen verschiedener Meßwertgeber an eine Drehmaschine entstehen könnten, auf einfache Weise ausgeschlossen.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen die Erfindung betreffenden Bereich eines Werkzeugrevolvers einer Drehmaschine.
In der Zeichnung ist ein Teilbereich eines Gehäuses 1 eines Werkzeugrevolvers dargestellt. In diesem Gehäuse 1 ist eine Welle 2 gelagert, die eine Revolverkopfscheibe 3 trägt, auf der Werkzeuge 4, 5 gespannt sind. Die Revolverkopfscheibe 3 weist eine Stirnverzahnung 6 auf, die beim Arbeiten des Werkzeugrevolvers in eine entsprechende Stirnverzahnung 7 des Gehäuses 1 eingerastet ist.
Für die Erfindung wesentlich ist die Anordnung eines mit planparallelen Stirnflächen versehenen Meßringes 8 zwischen der Stirnverzahnung 7 und einer revolverkopfscheibenseitigen Schulter 9 des Gehäuses 1. Wie im oberen Teil der Zeichnung zu erkennen ist, ist die Stirnverzahnung 7 mittels Schrauben 10, die durch den Meßring 8 gefirt sind, am Gehäuse 1 befestigt. Im Meßring 8 sind zumindest zwei oder mehrere piezoelektrische Druckmeßelemente angeordnet, von denen ein Druckmeßelement 11 im unteren Teil der Zeichnung schematisch angedeutet ist. Vorteilhaft zur Auswertung ist eine gegenüberliegende Anordnung der Meßelemente. Die Druckmeßelemente 11 sind mit einer nicht dargestellten Auswertelektronik verbundPn.
Bei Benutzung des erfindungsgemäßen Revolverkopfes wird zunächst für jedes einzelne Werkzeug festgestellt, welche Kräfte beim Arbeiten des Werkzeugs an den Druckmeßelementen 11 auftreten. Dann wird ermittelt, wie sich die Kräfte mit dem Stumpfwerden ändern und festgelegt, bei welchen Kräften das jeweilige Werkzeug ausgewechse# t werden soll. Die Auswertelektronik kann dann bei einem späteren automatischen Arbeiten der Drehmaschine feststellen, wann die einzelnen Werkzeuge ausgewechselt w e r d e müssen.
Auflistung der verwendeten Bezugszeichen 1 Gehäuse 2 Welle 3 Revolverkopfscheibe 4 Werkzeug 5 Werkzeug 6 Stirnverzahnung 7 Stirnverzahnung 8 Meßi:ing 9 Schulter 10 Schraube 11 Druckmeßelement

Claims

Ansprüche 1. Werkzeugrevolver für Drehmaschinen, dessen Revolverkopfscheibe eine rückseitige Stirnverzahnung hat, die in eine entsprechende Stirnverzahnung eines Gehäuses ausrückbar eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stirnverzahnung (7) des Gehäuses (1) und dem Gehäuse (1) Druckmeßelemente (11) angeordnet sind.
2. Werkzeugrevolver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßelemente (11) in einem tießring (8) mit planparallelen Stirnflächen vorgesehen sind.