DE3625043A1 - Numerisch gesteuerte werkzeugmaschine mit einer handrad-vorschubeinstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit wenigstens einem Vorschub-Handrad zur Bedienung eines handbetätigten lmpulserzeugers.

Computerisierte numerische Steuergeräte (CNC-Geräte), die mit Mini- oder Mikrocomputern ausgestattet sind, sind im allgemeinen mit Bedienungstafeln versehen, welche handbetä­ tigte Impulserzeuger, Programmeingriffsschalter für die Vor­ schubgeschwindigkeit und sonstige Schalter umfassen, um der Bedienungsperson die Möglichkeit zu geben, den numerischen Steuerungen von Hand Vorschubimpulse und verschiedene andere Steuersignale einzugeben.

Bei einer bekannten Werkzeugmaschine, wie einer Zylinder­ schleifmaschine, mit einem CNC-Gerät ist eine Bedienungs­ tafel für die Bedienungsperson in praktischer Weise an der rechten oberen Seite - gesehen vom Bedienungsplatz vor der Frontseite der Maschine - angeordnet. Somit ist im Gegensatz zu Schleifmaschinen der hydraulischen Vorschubbauart und zu Drehmaschinen die NC-Werkzeugmaschine nicht mit irgendwelchen Vorschub-Handrädern oder -griffen am Frontteil des Maschinenbetts versehen. Das erlaubt es der Bedienungsperson nicht, Vorschub-Handrä­ der oder -griffe zu betätigen, während sie vor der Front der Werkzeugmaschine steht, von wo aus der Bearbeitungszu­ stand eines Werkstücks bequem beobachtet werden kann, was bei Schleifmaschinen der hydraulischen Vorschubbauart der Fall ist. Deshalb ist die Tätigkeit zur Handhabung von Vor­ schub-Handrädern oder -griffen zum handbetätigten Vorschub eines Arbeitstisches oder eines Schleifscheibenträgers be­ schwerlich und unzureichend.

Im Hinblick auf den Stand der Technik ist es demzufolge die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte NC-Werkzeugmaschine, wie vorzugsweise eine Zylinderschleifmaschine, zu schaffen, bei der eine wenigstens ein Vorschub-Handrad zur Bedienung eines handbetätigten Impulserzeugers aufweisende Betäti­ gungstafel zur bequemeren Betätigung durch eine frontseitig vor der Werkzeugmaschine stehende Bedienungsperson, während diese eine Bearbeitungsstelle zwischen einem Werkzeug und einem Werkstück beobachtet, verschwenkt werden kann.

Bei einer NC-Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung ist eine Betätigungstafel zur Eingabe von Befehlssignalen zu einem NC-Gerät an der Frontseite eines Maschinenbetts angeordnet. Die Betätigungstafel umfaßt ein im allgemeinen kastenförmi­ ges Gehäuse, das an der Frontseite des Betts um eine waa­ gerechte Achse schwenkbar getragen ist. Ein handbetätigter Impulserzeuger, der bei seiner Betätigung Vorschubimpulse für das NC-Gerät erzeugt, ist fest im Gehäuse gehalten, während ein Vorschub-Handrad zur Betätigung des Impulserzeu­ gers an dessen Eingangswelle befestigt ist. Ferner ist ein Mechanismus vorgesehen, um das Gehäuse in einer gewünschten Schwenkstellung zu verriegeln.

Da bei dieser Ausbildung die Betätigungstafel an der Front­ seite des Maschinenbetts angeordnet ist, ist die Bedienungs­ person imstande, vor der Maschinenfrontseite stehend das Vorschub-Handrad bei gleichzeitiger guter Beobachtungs­ möglichkeit des durchgeführten Bearbeitungsvorgangs zu be­ tätigen. Weil ferner die Betätigungstafel in irgendeine von der Bedienungsperson gewünschte Winkellage verschwenkt werden kann, ist die Betätigung des Vorschub-Handrades be­ quem auszuführen.

Die Aufgabe und deren Lösung wie auch weitere Ziele, Merkma­ le und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine NC-Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung mit einem Blockbild des der Maschine zugeordneten CNC-Geräts;

Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Frontansicht einer Be­ tätigungstafel;

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 2 mit einem Teil des Maschinenbetts.

Die NC-Schleifmaschine von Fig. 1 weist ein Bett 1, einen auf diesem bewegbaren Tisch 2 und einen am Tisch befestigten Spindelstock 3 mit einer Arbeitsspindel 4 sowie einer in dieser aufgenommenen Zentrierspitze 5 auf. Am Tisch 2 ist ferner ein Reitstock 6 mit einer weiteren Zentrierspitze 7 angebracht. Ein Werkstück W ist mit seinen gegenüberliegen­ den Enden an den Zentrierspitzen 5 sowie 7 gelagert und um eine zur Bewegungsrichtung des Tisches 2 parallele Achse drehbar. Ein am Bett 1 getragener Schleifscheibenträger 8, an dem eine Schleifscheibe G drehbar gelagert ist, ist quer zur Bewegungsrichtung des Tisches 2 bewegbar, wobei für die jeweilige Bewegung des Tisches 2 und des Schleifscheiben­ trägers 8 je ein Stellmotor 9 bzw. 10 vorgesehen ist. Die Stellmotoren 9 und 10 werden von einem CNC-Gerät 11 bekann­ ter Art in Übereinstimmung mit einem Steuerprogramm gesteu­ ert, um dem Tisch 2 und dem Schleifscheibenträger 8 einen automatischen Vorschub zu vermitteln.

Gemäß der Erfindung ist an der Frontseite des Betts 1 eine Betätigungstafel 12 für das CNC-Gerät 11 angebracht. Bei Schleifmaschinen der beschriebenen und gezeigten Bauart wird im allgemeinen die Frontseite des Betts 1 als derjeni­ ge Teil bestimmt, der dem üblichen Standplatz der Bedienungs­ person, um die Werkzeugmaschine zu betreiben, am nächsten ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 wird die Ausbildung der Betätigungstafel 12 erläutert.

Die Betätigungstafel 12 weist ein im allgemeinen kastenförmi­ ges Gehäuse 13 mit einer den ebenen Frontflächen des Betts 1 und des Tisches 2 zugewandten Rückwand 13 r und mit einer zur Rückwand beabstandeten sowie parallelen Frontwand 13 f, an welcher eine dünne Zierplatte 13 a befestigt ist, auf. Verschiedene Wähl- und Druckschalter 15, die zur Funktions­ steuerung der Schleifmaschine notwendig sind, ein Tischvor­ schub-Handrad 14 a und ein Scheibenträgervorschub-Handrad 14 b sind an der Frontplatte 13 f angebracht und stehen von der Zierplatte 13 a vor. Innerhalb des Gehäuses 13 sind hand­ betätigte Impulserzeuger 16 gehalten, deren Eingangs- oder Stellwellen jeweils ein Handrad 14 a bzw. 14 b tragen. Wenn eines der Handräder 14 a, 14 b durch die Bedienungsperson ge­ dreht wird, so gibt der zugeordnete Impulserzeuger in be­ kannter Weise Ausgangsimpulse an das CNC-Gerät 11 ab, das in seiner handbetriebenen Vorschub-Arbeitsweise auf die Impulssignale von jedem Impulserzeuger 16 anspricht, um den Tisch 2 oder den Schleifscheibenträger 8 entsprechend der Drehung des Handrades 14 a bzw. 14 b zu bewegen.

Die Betätigungstafel 12 ist am Bett 1 so befestigt, daß sie in eine gewünschte Winkelstellung verschwenkt und in dieser auch festgelegt werden kann. Der diesen Zwecken dienende Mechanismus wird im folgenden beschrieben.

Am Bett 1 sind zwei Tragplatten 17 befestigt, die einen Ab­ stand zueinander haben, der der Breite des Gehäuses 13 - gesehen in der Tischlängsrichtung - entspricht. In diesem Zwischenraum der Tragplatten 17 ist das Gehäuse 13 angeordnet, wobei es von zwei waagerecht und parallel zur Längsrichtung des Tisches verlaufenden Gelenkzapfen 18 schwenkbar getragen wird. Diese Schwenkzapfen 18 sind nahe den oberen Kanten des Gehäuses 13 an dessen beiden längsliegenden Stirnflä­ chen befestigt und stehen von diesen Flächen vor, um in in den Tragplatten 17 jeweils ausgebildete Bohrungen aufgenom­ men zu werden. Die eine der Tragplatten 17 ist an ihrer innenseitigen Fläche mit einer Mehrzahl von Stiftbohrungen 19 ausgestattet, die mit vorbestimmten Abständen auf einem Bogen, dessen Zentrum auf der Achse der Gelenkzapfen 18 liegt, ausgebildet sind. Ein Riegelstift 20 ist im Gehäuse 13 axial und parallel zu den Gelenkzapfen 18 beweglich gela­ gert, so daß er in ausgewählter Weise mit einer der Stift­ bohrungen 19 zum Eingriff kommen kann.

Durch diese Ausbildung kann folglich die Betätigungstafel 12 eine lotrechte Ausgangsstellung, die in Fig. 3 mit ausge­ zogenen Linien gezeigt ist, wie auch eine Reihe von Schwenk­ stellungen, die zur Ausgangsstellung unter einem Winkel ver­ lagert sind, einnehmen. In der Ausgangsstellung der Betäti­ gungstafel 12 sind die Achsen der Vorschub-Handräder 14 a und 14 b waagerecht gerichtet, während sie in einer aufwärts geschwenkten Stellung des Gehäuses 13 eine schräg aufwärts gerichtete Schieflage haben, so daß die Handräder 14 a, 14 b bequem betätigt, jedoch auch die Stricheinteilungen auf einer mit jedem Handrad als ein Stück drehbaren Skalenplatte 14 p ohne Schwierigkeiten und ganz genau abgelesen werden können.

Eine Hebelwelle 21 mit einem an der Zierplatte 13 a vorste­ henden Hebelarm 21 a ist im Gehäuse 13 drehbar gelagert, um den Riegelstift 20 axial mit Bezug zu einer der Stiftbohrun­ gen 19 hin- und herzubewegen. Zur Verbindung der Hebelwelle 21 mit dem Riegelstift 20 ist in diesem rechtwinklig zu sei­ ner Achse eine Kehle oder Nut 22 ausgestaltet, in die ein exzentrisch vom rückwärtigen Ende der Hebelwelle 21 vorste­ hender kleiner Kurbelzapfen 23 eingreift. Somit wird die Drehbewegung des Kurbelzapfens 22 in eine axiale Bewegung des Riegelstiftes 20 umgesetzt. Zur Abdeckung der Oberflä­ che der Betätigungstafel 12 ist am Gehäuse 13 oder an den Tragplatten 17 eine Deckplatte 24 angebracht.

Um dem CNC-Gerät 11 Steuersignale zuzuführen, wird die Be­ tätigungstafel 12 von der Bedienungsperson benutzt, wozu sie in eine solche Winkelstellung verschwenkt wird, daß die Bedienungsperson bequem an der Tafel 12 arbeiten kann, und in dieser Winkelstellung wird die Tafel 12 festgelegt. Um die Winkelstellung einzuregeln, wird die Hebelwelle 21 ge­ dreht, so daß der Riegelstift 20 zurückgezogen und aus einer der Stiftbohrungen 19 gelöst wird, womit die Betätigungsta­ fel 12 frei zu verschwenken ist. Nachdem die Betätigungsta­ fel 12 von Hand in die gewünschte Winkelstellung verlagert worden ist, wird die Hebelwelle 21 entgegengesetzt gedreht, um den Riegelstift 20 in eine andere Stiftbohrung 19 einzu­ führen und damit die Betätigungstafel 12 in der ausgewählten Stellung festzuhalten. Bei einer Drehung eines der Handräder 14 a und 14 b durch die Bedienungsperson erzeugt der zugeordne­ te Impulserzeuger 16 Impulssignale, die an das CNC-Gerät 11 gegeben werden, welches auf die Signale anspricht und den entsprechenden der Stellmotoren 9 und 10 antreibt, so daß dem Tisch 2 oder dem Schleifscheibenträger 8, die mit ihrem jeweiligen Stellmotor 9 bzw. 10 mechanisch gekoppelt sind, eine Vorschubbewegung vermittelt wird.

Es ist hervorzuheben, daß der Erfindungsgegenstand nicht nur, wie beschrieben wurde, bei Schleifmaschinen, sondern auch bei verschiedenen anderen Typen von Werkzeugmaschinen - einschließlich Drehmaschinen - Anwendung finden kann. Jedoch bietet der Erfindungsgegenstand insbesondere Vorteile bei seiner Anwendung für Bearbeitungsvorgänge, die an zylin­ drischen, um ihre Längsachse drehenden Werkstücken ausge­ führt werden, wie es bei Zylinderschleif- sowie Drehmaschi­ nen der Fall ist.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf ihre bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben, jedoch ist sie darauf nicht beschränkt. Bei Kenntnis der offenbarten Erfin­ dung wird der Fachmann Möglichkeiten zu Abwandlungen, Auslas­ sungen und Änderungen sehen, die jedoch als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten sind.

Claims (5)

1. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit einem Bett, mit einem Werkstückträger, mit einem Werkzeugträger, mit einem eine Relativbewegung zwischen dem Werkstückträ­ ger und dem Werkzeugträger auf dem Bett ausführenden Stellmotor, mit einem numerischen Steuergerät, das den Betrieb des Stellmotors in Übereinstimmung mit einem nu­ merischen Steuerprogramm steuert, und mit einer von Hand bedienbaren Betätigungstafel zur Zufuhr von Befehlssigna­ len zum numerischen Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungstafel (12) umfaßt:

• - ein Gehäuse (13),
• - eine das Gehäuse an einem Frontteil des Maschinen­ betts (1) schwenkbar lagernde Trageinrichtung (17, 18),
• - einen im Gehäuse befestigten Impulserzeuger (16) mit einer drehbaren Eingangswelle zur Erzeugung von dem numerischen Steuergerät (11) einzugebenden Impuls­ signalen,
• - ein an der Eingangswelle des Impulserzeugers zur Dre­ hung der Eingangswelle befestigtes Vorschub-Handrad (14 a, 14 b) und
• - eine von Hand betätigte, das Gehäuse (13) in einer ge­ wünschten Winkelstellung festlegende Verriegelungsein­ richtung (19, 20, 21, 21 a, 22, 23).

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (13) kastenförmig ausgebildet ist und die Trageinrichtung umfaßt:

• - zwei am Frontteil des Maschinenbetts (1) befestigte, den in Längsrichtung des Gehäuses entgegengesetzten Stirnflächen gegenüberliegend angeordnete Tragplat­ ten (17) und
• - in den Tragplatten waagerecht gehaltene Gelenkzapfen (18), die eine Schwenkbewegung des Gehäuses aus einer Ausgangsstellung, in der die Eingangswelle des Impuls­ erzeugers (16) waagerecht liegt, in irgendeine Schwenk­ stellung, in der die Eingangswelle des Impulserzeugers eine schräg aufwärtige Richtung hat, ermöglichen.

3. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit einem Bett, mit einem ein um eine horizontale Achse drehbares Werk­ stück tragenden Werkstückträger, mit einem ein Werkzeug lagernden Werkzeugträger auf dem Bett, mit einem ersten, den Werkstückträger in einer axialen Richtung des Werk­ stücks bewegenden Stellmotor, mit einem zweiten, den Werk­ zeugträger für eine Bewegung des Werkzeugs zum Werkstück am Werkstückträger hin und von diesem weg bewegenden Stellmotor, mit einem den Betrieb des ersten sowie zweiten Stellmotors in Übereinstimmung mit einem numerischen Steuerprogramm steuernden numerischen Steuergerät und mit einer von Hand bedienbaren Betätigungstafel zur Ab­ gabe von Befehlssignalen an das numerische Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungstafel (12) umfaßt:

• - ein Gehäuse (13),
• - eine das Gehäuse an einem Frontteil des Maschinenbetts (1) lagernde, eine Schwenkbewegung des Gehäuses um eine waagerechte Achse ermöglichende Trageinrichtung (17, 18),
• - einen im Gehäuse befestigten Impulserzeuger (16) mit einer drehbaren Eingangswelle zur Erzeugung von dem numerischen Steuergerät (11) einzugebenden Impulssi­ gnalen,
• - ein an der Eingangswelle des Impulserzeugers zu deren Drehung befestigtes Vorschub-Handrad (14 a, 14 b) und
• - eine von Hand betätigte, das Gehäuse (13) in einer gewünschten Winkelstellung festlegende Verriegelungs­ einrichtung (19, 20, 21, 21 a, 22, 23).

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger (8) eine Schleifscheibe (G) als Werkzeug drehbar trägt, daß das Gehäuse (13) allgemein kastenförmig ausgebildet ist und daß die Trageinrich­ tung umfaßt:

• - zwei am Frontteil des Maschinenbetts (1) befestigte, in der Bewegungsrichtung des Werkstückträgers (2) beab­ standete, den in Längsrichtung des Gehäuses entgegen­ gesetzten Stirnflächen gegenüberliegend angeordnete Tragplatten (17) und
• - in den Tragplatten waagerecht gehaltene Gelenkzapfen (18), die eine Schwenkbewegung des Gehäuses aus einer Ausgangsstellung, in der die Eingangswelle des Impuls­ erzeugers (16) waagerecht liegt, in irgendeine Schwenk­ stellung, in der die Eingangswelle des Impulserzeugers eine schräg aufwärtige Richtung hat, ermöglichen.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung umfaßt:

• - einen im Gehäuse (13) gelagerten, in zur Achse der Ge­ lenkzapfen (18) paralleler Richtung axial bewegbaren Riegelstift (20), der in in einer der Tragplatten (17) ausgebildete Stiftbohrungen (19) einführbar ist,
• - eine im Gehäuse (13) gelagerte, von Hand um eine zur Eingangswelle des Impulserzeugers (16) parallele Achse drehbare Welle (21) und
• - eine Bewegungsübertragungseinrichtung (22, 23), die eine Drehbewegung der Welle (21) in eine axiale Bewe­ gung des Riegelstifts (20) umsetzt.