DE3735389C1 - Tool cutting edge control for machine tools - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneidkante des Werkzeuges einer spa­ nenden Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs.

Eine solche, aus dem Prospekt der Firma "Elsag" Italien, "Notiziario", Nr. 19, 1981 bekannte Einrichtung zur Kon­ trolle der Ausladung der Schneidkante des Werkzeuges ei­ ner spanenden Werkzeugmaschine ist an der Basisführung eines Gestells fest angebracht, an welchem eine Traverse mit einem darauf bewegbaren Support sitzt. Im Support befindet sich ein Gleitstück mit einem daran angebrachten Meißelhalter, der ein Schneidwerkzeug trägt, dessen Schneid­ kante sich in einem bestimmten Abstand von der Längsachse des Gleitstücks und von dessen Stirnfläche befinden soll, an welche der Meißelhalter angeschlossen ist.

Die bekannte Einrichtung besitzt ein an der Basisführung des Gestells unbeweglich befestigtes Gehäuse, in dem ein weiteres Gleitstück mit einem Meßkopf untergebracht ist. Im Gehäuse ist eine Öffnung für den Austritt des beweg­ lichen Gleitstücks mit dem Meßkopf aus dem Gehäuse nach außen vorgesehen, die durch einen Schutzdeckel überdeck­ bar ist. Das Gleitstück ist in Richtung zur Schneidkante des im Meißelhalter aufgenommenen Werkzeuges verschiebbar. Unter der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante versteht man den Abstand vom Randpunkt der Schneidkante bis zur theoretischen Achse des Gleitstücks des Supports und vom Randpunkt der Schneidkante bis zur Stirnfläche des Gleit­ stücks des Supports, an welchem der Meißelhalter mit dem Schneidwerkzeug befestigt ist.

Die Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneid­ kante des Werkzeuges gestattet es, diese Abstände mit einem hohen Genauigkeitsgrad unmittelbar auf der Werk­ zeugmaschine nach der Anbringung des Meißelhalters mit dem Schneidwerkzeug an der Stirnfläche des Gleitstücks zu bestimmen.

Nach der Messung dieser tatsächlichen Abstände werden sie mit einem an der Werkzeugmaschine befindlichen vorge­ gebenen Punkt, dessen Lage im voraus bekannt ist, ver­ glichen. Dieser Punkt an der Werkzeugmaschine gehört zur Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Werkzeug- Schneidkante und befindet sich in der Mitte des Fühlers des Meßkopfes der Einrichtung.

Der Meßkopf besitzt einen Fühler, der als Geber eines Signals in dem Augenblick dient, in welchem er die Schneid­ kante des am Gleitstück des Supports befestigten Werkzeu­ ges berührt. Der Kontakt des Fühlers mit der Werkzeug- Schneidkante erfolgt bei der Bewegung des Gleitstücks des Supports. Der Moment der Berührung des Fühlers mit der Werkzeug-Schneidkante wird durch das Meßsystem der Werkzeugmaschine durch lineare Geber registriert, welche die Lage des Gleitstücks des Supports sowie die Lage des Supports an der Traverse verfolgen. Die linearen Geber zeigen in diesem Augenblick die tatsächlichen Abstände der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante an.

Der Schutzdeckel schützt das Gleitstück mit dem Meßkopf gegen Späne und Staub. Er ist in einer Ebene schwenkbar, die zur Bewegungsrichtung des Gleitstücks mit dem Meß­ kopf senkrecht verläuft. Die Schwenkung des Schutzdeckels und die Bewegung des Gleitstücks mit dem Meßkopf erfolgen nacheinander über gesonderte hydraulische und kinematische Antriebsvorrichtungen, wobei der Schutzdeckel vor dem Ausfahren des Gleitstücks mit dem Meßkopf verschwenkt wird, was durch das Programm der Werkzeugmaschine vorge­ geben ist. Die Antriebsvorrichtungen werden mit Hilfe von Endschaltern gesteuert, welche die Endstellungen des Schutzdeckels und des Gleitstücks überwachen.

Mit der bekannten Einrichtung zur Kontrolle der Schneidkan­ te des Werkzeuges einer spanenden Werkzeugmaschine läßt sich die Ausladung der Werkzeug-Schneidkante während der Bearbeitung von Werkstücken auf der Werkzeugmaschine zwar automatisch messen, bei der Bearbeitung von großformatigen Werkstücken mit großer Höhe muß das Gleitstück des Supports mit dem Meißelhalter jedoch auch in der unteren Stellung der Traverse um die volle Länge ausfahrbar sein, damit die Werkzeug- Schneidkante den Fühler des Meßkopfes be­ rühren kann. Beim Ausfahren des Gleitstücks des Supports um die volle Länge ist seine Stirnfläche mit dem daran angebrachten Meißelhalter und dem Schneidwerkzeug infolge der unvermeidlichen Ungenauigkeiten bei der Herstellung und Montage der Bauteile der Werkzeugmaschine, insbesondere des Gleitstücks des Supports und des Gestells aus ihrer ursprünglichen oberen Lage etwas verschoben. Die Verschie­ bung der Stirnfläche des Gleitstücks des Supports setzt die Genauigkeit der Messung der Ausladung der Schneidkante herab, was die Genauigkeit der Bearbeitung von großforma­ tigen hohen Werkstücken auf der Werkzeugmaschine verringert.

Beim vollen Ausfahren des Gleitstücks des Supports der Werkzeugmaschine wird die Stillstandszeit der Werkzeug­ maschine verlängert, die für das Messen der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante benötigt wird, was die Maschi­ nenleistung reduziert.

Die Vorrichtungen zum Antrieb des Gleitstücks und des Schutz­ deckels haben bei der bekannten Einrichtung eine kompli­ zierte Steuerung und erfordern zusätzliche hydraulische Einrichtungen, um ihre zuverlässige Funktion und die Aus­ führung einer vorgegebenen Reihenfolge von Bewegungen zu gewährleisten, nämlich das Schwenken des Schutzdeckels und das Ausfahren des Gleitstücks mit dem Meßkopf sowie die Rückbewegung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, bei der Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneid­ kante des Werkzeuges einer spanenden Werkzeugmaschine der gattungsgemäßen Art das Gehäuse so anzuordnen und die Vorrichtung zum Antrieb des Schutzdeckels und des Gleitstücks so auszuführen, daß eine hohe Genauigkeit der Messung der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante beson­ ders bei der Bearbeitung von großformatigen Werkstücken mit großer Höhe erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäßen Ein­ richtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs angegebenen Merkmalen gelöst.

Aus der DE-OS 14 77 584 ist es zwar bekannt, bei einer gattungsähnlichen Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneidkante des Werkzeugs einer spanenden Werkzeug­ maschine den Meßkopf an der beweglichen Traverse anzuord­ nen, es fehlt jedoch ein Antrieb für einen Schutzdeckel und ein Gleitstück, an dem der Meßkopf befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung des Gehäuses für eine ge­ meinsame Verschiebung mit der beweglichen Traverse er­ möglicht die Kontrolle der Ausladung der Werkzeug-Schneid­ kante mit hoher Genauigkeit bei geringen Bewegungen des Gleitstücks des Supports unabhängig von der Höhe des zu bearbeitenden Werkstücks.

Die hohe Genauigkeit der Kontrolle der Ausladung der Werk­ zeug-Schneidkante wird dadurch gewährleistet, daß die Ausladung der Werkzeug-Schneidkante in einer Lage des Gleitstücks des Supports der Werkzeugmaschine gemessen wird, die unabhängig davon ist, in welcher Lage am Ge­ stell sich die den Support mit dem Gleitstück tragende Traverse befindet.

Die Anordnung des Gehäuses ermöglicht die Beibehaltung eines konstanten Abstands von dem Fühler des Meßkopfes bis zur Stirnfläche des Gleitstücks und bis zu seiner Längsachse. Dieser Abstand bleibt bei allen möglichen Stellungen der Traverse mit dem Support konstant, weil das Gehäuse der Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante mit der beweglichen Traverse starr verbunden ist. Der Abstand ist minimal gewählt, wo­ durch bei Messungen der Ausladung der Werkzeug-Schneid­ kante unvermeidliche Ungenauigkeiten ausgeschlossen sind, die mit der Herstellung des Gleitstücks des Supports und mit der Anbringung der Traverse am Gestell zusammenhängen.

Die erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung zum An­ trieb des Schutzdeckels und des Gleitstücks mit dem Meß­ kopf benötigt nur einen einzigen umsteuerbaren Elektro­ motor.

Die Verwendung einer Mutter mit auf ihrer Außenfläche über ihrer gesamten Länge ausgebildeten Zahnradzähnen und mit eine Zahnstange bildenden Ringnuten an den Zahn­ radzähnen gestattet es, nach dem einfachsten mechanischen Verfahren die Bewegung von dem einzigen Elektromotor auf das Treibrad für den Antrieb des Schutzdeckels und auf das Treibrad für den Antrieb des Gleitstücks zu übertra­ gen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gewährleistet somit eine zuverlässige und genaue Kontrolle der Ausladung der Werk­ zeug-Schneidkante besonders bei der Bearbeitung von eine große Höhe aufweisenden Werkstücken, hat eine einfache und zuverlässige Konstruktion, eine hohe Nutzungsdauer und ermöglicht eine Automatisierung der Messung der Aus­ ladung und von Korrektureingaben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung eignet sich besonders für große Werkzeugmaschinen mit beweglicher Traverse, vor allem für Karusseldrehmaschinen, die ein NC-Steue­ rungssystem besitzen, und die für die spanende Bearbei­ tung von Werkstücken großer Höhe eingesetzt werden. Sie kann auch bei Bearbeitungszentren Anwendung finden, die NC-Steuerungssysteme mit einer Vorrichtung zur Eingabe von Korrekturen für das tatsächliche Maß des Schneidwerk­ zeugs besitzen, das sich während der Bearbeitung des Werk­ stücks infolge des Verschleißes der Werkzeug-Schneidkante ändert.

Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch die Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante bei ausgefah­ rener Lage des Gleitstücks mit Meßkopf sowie ei­ nen Teil der spanenden Werkzeugmaschine,

Fig. 2 die Einrichtung in Richtung des Pfeiles A von Fig. 1 gesehen, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV von Fig. 3 und

Fig. 5 den Schnitt V-V von Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte spanende Werkzeugmaschine hat eine bewegliche Traverse 1, die einen Support 2 trägt. Die bewegliche Traverse 1 ist an einer Basisführung 3 eines Gestells 4 bei der Bearbeitung von nicht gezeigten Werk­ stücken unterschiedlicher Höhe vertikal verschiebbar an­ geordnet. Der Support 2 trägt ein Gleitstück 5, das eine senkrechte Längsachse 5 a besitzt. An der unteren Stirn­ fläche 6 des Gleitstücks 5 wird ein Meißelhalter 7 befe­ stigt, der ein Schneidwerkzeug 8 trägt, welches eine Schneidkante 9 aufweist.

Die Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneid­ kante des Werkzeuges einer spanenden Werkzeugmaschine besitzt ein Gehäuse 10 mit einer Öffnung 11, die durch einen Schutzdeckel 12 überdeckbar ist. Das Gehäuse 10 hat eine rechteckige Form, die in horizontaler Richtung gestreckt ist. Im Gehäuse 10 ist ein Gleitstück 13 mit einem Meßkopf 14 untergebracht, der zur Umwandlung eines mechanischen Signals in ein elektrisches dient und letz­ teres einer nicht gezeigten NC-Steuervorrichtung zuführt.

Das Gleitstück 13 ist zum Ausfahren des Meßkopfes 14 aus dem Gehäuse 10 durch die Öffnung 11 nach außen ausgerich­ tet. Das Gleitstück 13 hat eine rechteckige Form, die über die Länge des Gehäuses 10 gestreckt ist. Der Meßkopf 14 ist mit einem Fühler 15 versehen, der sich längs einer Achse 16 des Gleitstücks 13 erstreckt. Der Fühler 15 be­ sitzt an dem der Schneidkante 9 nächstliegenden freien Ende eine Kuppe 17, die als mechanischer Geber dient, während das andere Ende des Fühlers 15 für ein Zusammen­ wirken mit einem nicht gezeigten elektronischen Geber des Meßkopfes 14 bestimmt ist. Die Kuppe 17 ist würfel­ förmig gestaltet und wird in Kontakt mit der Schneidkante 9 des Schneidwerkzeuges 8 bei der Kontrolle der Ausla­ dung der Schneidkante 9 gebracht.

Die Ausladung h (Fig. 1) der Schneidkante 9 des Werkzeu­ ges 8 in vertikaler Richtung ist der Abstand von der un­ teren Stirnfläche 6 des Gleitstücks 5 bis zu dem unteren nicht bezeichneten Randpunkt der Schneidkante 9.

Die Ausladung 1 (Fig. 2) der Schneidkante 9 des Schneid­ werkzeuges 8 in horizontaler Richtung ist der Abstand von der theoretischen Längsachse 5 b des Gleitstücks 5 bis zum nicht bezeichneten Randpunkt der Schneidkante 9.

Das Gehäuse 10 ist gemeinsam mit der beweglichen Traverse 1 verschiebbar. Hierzu ist das Gehäuse 10 an der Basis­ führung 3 (Fig. 1 und 2) montiert und mit der Traverse 1 mittels einer Zugstange 18 (Fig. 1) fest verbunden. Am Gehäuse 10 ist ein nach oben vorragender, einen Schlit­ ten 20 bildender Teil vorhanden, der zur stabilen Ver­ schiebung des Gehäuses 10 längs der Basisführung 3 dient. Im Gehäuse 10 befindet sich eine Vorrichtung 19 (Fig. 2) für den Antrieb des Schutzdeckels 12 und des Gleitstücks 13.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Schlitten 20 des Gehäuses 10 einen Ansatz 21 auf, der sich im mittleren Teil des Schlittens befindet und zum Kontakt mit der In­ nenfläche der Basisführung 3 über eine Andrückleiste 22 bestimmt ist. Zum sicheren Andrücken der Andrückleiste 22 an die Basisführung 3 ist ein Hydraulikzylinder 23 mit einer Kolbenstange vorgesehen, welcher mit einer nicht gezeigten Hydraulikfluidquelle in Verbindung steht. Der Schlitten 20 des Gehäuses 10 besitzt endseitige Ansätze, von denen der in Fig. 2 obere Ansatz 24 für den Kontakt mit einer zusätzlichen Führung 3 a des Gestells 4 (Fig. 1) abgebogen ist. Der Kontakt erfolgt über eine Andrücklei­ ste 25 (Fig. 2) mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 26 mit einer Kolbenstange, welcher mit einer nicht gezeig­ ten Hydraulikfluidquelle in Verbindung steht.

Der in Fig. 2 untere Ansatz 27 des Schlittens 20 ist ab­ gebogen und dient zum Kontakt mit der Oberfläche der Ba­ sisführung 3 über eine Andrückleiste 28 mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 29 mit einer Kolbenstange, welcher mit einer nicht gezeigten Hydraulikfluidquelle in Ver­ bindung steht.

Die Vorrichtung 19 besitzt einen umsteuerbaren Elektro­ motor 30, welcher auf dem in Fig. 2 oberen Deckel des Gehäuses 10 installiert ist. Unter dem Deckel befindet sich eine Schneckenwelle 31, die mit der Welle des Mo­ tors 30 über ein Zahnrad 32, das auf der Welle des Elek­ tromotors 30 angeordnet ist, und über ein Zahnrad 33, das auf der Schneckenwelle 31 sitzt, kinematisch ver­ bunden ist.

Das Gehäuse 10 besitzt eine in Fig. 2 obere Wand 10 a, eine mittlere Wand 10 b und eine untere abnehmbare Wand 10 c. Die Schneckenwelle 31 ist in der oberen Wand 10 a und in der mittleren Wand 10 b gelagert und stützt sich mit einem ringförmigen Anschlag 31 a an der oberen Wand 10 a ab.

Auf der Schneckenwelle 31 ist eine Mutter 34 angeordnet. Die Mutter 34 weist auf ihrer Außenfläche über ihrer axialen Länge Zahnradzähne auf, die mit einem Treib­ rad 35 in dauerndem Eingriff sind, das mit dem Gleitstück 13 in kinematischer Verbindung steht.

An den Zahnradzähnen der Mutter 34 sind Ringnuten einge­ arbeitet, die eine Zahnstange 36 (Fig. 3 und 4) bilden, welche mit einem Treibrad 37 in dauerndem Eingriff steht, das mit dem Schutzdeckel 12 (Fig. 3) kinematisch verbun­ den ist.

Die kinematische Verbindung des Treibrades 37 mit dem Schutzdeckel 12 erfolgt über eine Welle 38, auf welcher das Treibrad 37 festgelegt ist. Die Welle 38 ist mit dem Schutzdeckel 12 fest verbunden und in der Wand 10 d des Gehäuses 10 gelagert.

Auf einem zwischen dem Treibrad 37 und dem Lager befind­ lichen Teil der Welle 38 ist ein Nocken 39 angebracht, der eine Ausnehmung 39 a (Fig. 5) aufweist. Der Nocken 39 dient als Anschlag für das Treibrad 37 in axialer, in Fig. 3 längsverlaufender Richtung.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist auf einem dem Schutzdeckel 12 nächstgelegenen Teil der Welle 38 eine Feder 40 an­ geordnet. Die Feder 40 drückt einerseits gegen einen Vor­ sprung an der Welle 38 und andererseits gegen eine Wand 10 e des Gehäuses 10. Die Feder 40 sorgt für einen inni­ gen Kontakt des Schutzdeckels 12 mit dem Gehäuse 10 in der geschlossenen Stellung des Schutzdeckels 12.

Die kinematische Verbindung des Treibrades 35, das auf einer zur Schneckenwelle 31 parallelen Welle 41 (Fig. 2) festgelegt ist, mit dem Gleitstück 13 ist folgendermaßen aufgebaut:

Die Welle 41 ist in den Wänden 10 a und 10 b des Gehäuses 10 gelagert. An dem in Fig. 2 unteren Ende der Welle 41 sitzt eine Schnecke 42 (Fig. 2, 5), die mit einem Zahn­ rad 43 kämmt, welches auf einer Welle 44 (Fig. 5) fest­ gelegt ist. Die Welle 44 ist im Gehäuse 10 senkrecht zur Welle 41 (Fig. 2) gelagert.

An dem in Fig. 5 rechten Ende der Welle 44 ist ein Zahn­ rad 45 festgelegt, das mit einer Zahnstange 46 zusammen­ wirkt, welche in einer Nut des Gleitstücks 13 angeordnet und mit diesem mit Hilfe von Befestigungselementen fest verbunden ist.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Stützflächen des Gleitstücks 13 zu der in Fig. 5 vertikalen Achse des Gehäuses 10 gleichermaßen geneigt und liegen an den Füh­ rungsflächen der unteren abnehmbaren Wand 10 c des Gehäuses 10 mit Hilfe von Federn 48 (Fig. 2) über eine Leiste 49 satt an, die in einer in Fig. 2 längsverlaufenden Ausneh­ mung des Gleitstücks 13 angeordnet ist. Die Leiste 49 ist an einer Zwischenwand 49 a des Gehäuses 10 auf deren gesamter Länge während des Ausfahrens des Gleitstücks 13 stets angedrückt.

Auf der in Fig. 2 oberen meßkopfseitigen Fläche des Gleit­ stücks 13 ist ein quergerichteter Einschnitt zum Abstüt­ zen eines Feststellers 47 (Fig. 2 und 5) daran vorgese­ hen. Die Längsachse des Feststellers 47 befindet sich in der gleichen Ebene wie die Achse der Welle 38 (Fig. 2). Der Feststeller 47 ist ein abgefederter Stab mit einem Kopf an seinem einen Ende, der an dem Einschnitt am Gleit­ stück 13 aufliegt. Das dem Kopf gegenüberliegende Stab­ ende wirkt mit dem auf der Welle 38 angebrachten Nocken 39 zusammen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist im Gehäuse 10 unter seiner mittleren Wand 10 b ein Stab 50 axial verschiebbar angeord­ net. Seine Verschiebung reicht dazu aus, daß der Schutz­ deckel 12 bei ausgefahrenem Gleitstück 13 nicht schließen kann.

Das in Fig. 2 rechte Ende des Stabes 50 ist in eine Boh­ rung an der rechten Seitenwand des Gehäuses 10 eingesetzt, an welche der Schutzdeckel 12 in der geschlossenen Stel­ lung angedrückt ist. Das andere Ende des Stabes 50 ist mit einer Leiste 50 a fest verbunden, an der sich die in Fig. 2 linke Stirnfläche des Gleitstücks 13 abstützt. Der Stab 50 besitzt in seinem mittleren Teil eine Feder 50 b, die mit ihrem einen Ende gegen eine vertikale Zwischen­ wand des Gehäuses 10 in dessen mittlerem Teil drückt. Das andere Ende der Feder 50 b drückt gegen einen Vorsprung am Stab 50. Die Feder 50 b ist für eine axiale Verschie­ bung des Stabes 50 bei geöffnetem Schutzdeckel 12 und nach dem Beginn der Bewegung des Gleitstücks 13 bestimmt.

Gewöhnlich wird die Ausladung der Werkzeug-Schneidkante vor der Fertigbearbeitung eines Werkstücks auf der spanen­ den Werkzeugmaschine oder nach dem Auswechseln eines ver­ schlissenen Werkzeuges durch ein neues Werkzeug gemessen. Hierzu verschiebt sich die bewegliche Traverse 1 auf Be­ fehl der NC-Steuervorrichtung längs des Gestells 4 und nimmt daran eine Höhenlage ein, in welcher eine programm­ mäßige mechanische Bearbeitung des auf der Werkzeugma­ schine eingespannten Werkstücks sichergestellt ist.

Der Support 2 und das Gleitstück 5 befinden sich bei der Verschiebung der Traverse 1 längs des Gestells 4 in ihren für die betreffende Werkzeugmaschine konstanten bekannten Ausgangsstellungen, die in das Programm der Werkzeugmaschine ebenso wie die räumliche Ausgangslage des Endstücks 17 des Fühlers 15 des Meßkopfes 14 eingegeben sind.

Die Ausgangslage der Kuppe 17 des Fühlers 15 wird mit Hilfe der Abstände H (Fig. 1) und L (Fig. 2) bestimmt, wobei H den Abstand von der Längsachse 16 bis zur Stirn­ fläche 6 des Gleitstücks 5 und L den Abstand von der Längsachse 16 bis zur Längsachse 5 b (Fig. 2) des Gleit­ stücks 5 bedeutet.

Bei der Verschiebung der Traverse 1 wird die gegenseitige Lage des Supports 2, des Gleitstücks 5 und der Kuppe 17 des Fühlers 15 konstant gehalten, weil der Fühler 15 zu­ sammen mit dem Gehäuse 10 gemeinsam mit der Traverse 1 mit Hilfe der Zugstange 18 bewegt wird. Die Verschiebung der Traverse 1 gemeinsam mit dem Schlitten 20 geschieht dann, wenn dies die Höhe eines auf der Werkzeugmaschine einzuspannendes Werkstücks erforderlich macht.

Während der Bearbeitung des Werkstücks ist die bewegliche Traverse 1 an die Basisführung 3 und die zusätzliche Füh­ rung 3 a des Gestells 4 mit Hilfe von nicht gezeigten Ein­ richtungen dicht angedrückt. Der Schlitten 20 ist eben­ falls an die Basisführung 3 und die zusätzliche Führung 3 a des Gestells 4 mit Hilfe der Hydraulikzylinder 23, 26 und 29 über die jeweiligen Leisten 22, 25 und 28 dicht angedrückt. Hierdurch wird die konstante Lage der Kuppe 17 des Fühlers 15 des Meßkopfes 14 in bezug auf den Sup­ port 2 und das Gleitstück 5 sichergestellt.

Vor der Verschiebung des Schlittens 20 gemeinsam mit der Traverse 1 werden die Leisten 22, 25 und 28 von der Basis­ führung 3 und der zusätzlichen Führung 3 a des Gestells 4 weggedrückt, wozu den Hydraulikzylindern 23, 26 und 29 Hydraulikfluid zugeführt wird. Nachdem die Traverse 1 gemeinsam mit dem Schlitten 20 sich längs des Gestells 4 in eine neue Stellung verschoben hat, wird sie erneut an die Basisführung 3 und die zusätzliche Führung 3 a des Gestells 4 dicht angedrückt.

Nach diesen Einstellverschiebungen der Traverse 1 und des Schlittens 20 ist die Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante betriebsbereit. Hier­ bei ist der Schutzdeckel 12 in der Ausgangsstellung ge­ schlossen, während das Gleitstück 13 sich im lnneren des Gehäuses 10 befindet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Auf Befehl der NC-Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine wird der umsteuerbare Elektromotor 30 eingeschaltet.

Die Drehung der das Zahnrad 32 tragenden Welle des Elek­ tromotors 30 wird über das Zahnrad 33 auf die Schnecken­ welle 31 übertragen, die dabei auf die Mutter 34 eine axiale Verschiebung auf ihr bewirkt. Hierbei sind die Außenzähne des Zahnrades an der Mutter 34 mit dem Zahnrad 35 im Eingriff und gleiten entlang ihrer Länge, ohne eine Drehung des Zahnrades 35 hervorzurufen. Es findet keine Drehung des Zahnrades 35 statt, weil die vom Zahnrad 35 der Schnecke 42, dem Zahnrad 45, der Zahnstange 46 und dem Gleitstück 13 gebildete kinematische Kette durch den Feststeller 47 und den Nocken 39 blockiert ist.

Die die Zahnstange 36 bildenden Ringnuten, welche auf der Außenfläche der Zahnradzähne an der Mutter 34 einge­ arbeitet sind, befinden sich mit dem Treibrad 37 im Ein­ griff. Durch die axiale Verschiebung der Mutter 34 wird auf das Zahnrad 37 mit der Welle 38 eine Drehbewegung übertragen. Die Drehung des Zahnrades 37 ruft über die Welle 38 die Schwenkung des Schutzdeckels 12 hervor. Der Schutzdeckel 12 wird so lange verschwenkt, bis die Mutter 34 den ringförmigen Anschlag 31 a an der Schneckenwelle 31 erreicht hat. Bei Erreichen dieser Stellung gibt der Schutzdeckel 12 die Öffnung 11 völlig frei. Hierbei dreht sich der Nocken 39 ebenfalls zusammen mit der Welle 38. Seine Ausnehmung 39 a nimmt die Stellung gegenüber dem Stab 50 des Feststellers 47 ein. Der Feststeller 47 ist nun zum Entriegeln des Gleitstücks 13 axial verschieb­ bar.

Nachdem die Mutter 34 den Anschlag 31 a an der Schnecken­ welle 31 erreicht hat, beginnt sie sich zusammen mit der Schneckenwelle 31 zu drehen. Die Drehung der Mutter 34 ruft die Drehung des Zahnrades 35 hervor, wobei die Ring­ nuten der Mutter 34 längs der Zähne des Zahnrades 37 glei­ ten, ohne eine Schwenkung des Schutzdeckels 12 zu bewir­ ken. Die Drehung des Zahnrades 35 wird mittels der Welle 41 auf die Schnecke 42 und weiter auf das Zahnrad 43, die Welle 44 und das Zahnrad 45 übertragen.

Die Drehung des Zahnrades 45 ruft über die Zahnstange 46 eine axiale Verschiebung des Gleitstücks 13 mit dem Meßkopf 14 hervor. Bei der Bewegung des Gleitstücks 13 wird die Feder 50 b des Feststellers 47 zusammengedrückt. Der Feststeller 47 wird dadurch versenkt und gibt das Gleitstück 13 frei. Das Gleitstück 13 bewegt sich längs seiner Achse 16 in Richtung zur Schneidkante 9 des Schneid­ werkzeuges 8, das im Meißelhalter 7 des Gleitstücks 5 festgespannt ist. Die Bewegung des Gleitstücks 13 gibt den abgefederten Stab 50 frei, der um einen gewissen Be­ trag aus der Öffnung der Stirnfläche des Gehäuses 10 aus­ gefahren wird. Das Herausragen des Stabes 50 aus der Stirn­ fläche des Gehäuses 10 blockiert die Schwenkung des Schutz­ deckels 12 so lange, bis sich das Gleitstück 13 in der ausgefahrenen Stellung befindet. Bei der Bewegung des Gleitstücks 13 drücken die Federn 48 die Leiste 49 an die horizontale Zwischenwand 49 a des Gehäuses 10 an. Dabei ist das Gleitstück 13 an die Führungsflächen der abnehm­ baren unteren Wand 10 c dicht angedrückt, so daß zwischen den Führungsflächen der abnehmbaren Wand 10 c und dem Gleit­ stück 13 kein Zwischenraum vorhanden ist,was die Beibe­ haltung einer konstanten Stellung des Gleitstücks 13 in bezug auf den Support 2 und das Gleitstück 5 und somit die Meßgenauigkeit erhöht.

Das Gleitstück 13 bewegt sich bis zu einem nicht gezeigten Anschlag, der am Gehäuse 10 befestigt ist. Die ausgefah­ rene Stellung des Gleitstücks 13 wird durch einen nicht gezeigten Endschalter überwacht. Der Endschalter erteilt einen Befehl für die Abschaltung des umsteuerbaren Elek­ tromotors 30 und gleichzeitig für die Fortsetzung der Messung der Größe der Ausladung h oder 1. Hierbei setzt auf Befehl der NC-Steuervorrichtung der Werkzeugmaschine die Bewegung des Supports 2 oder des Gleitstücks 5 ein.

Bei der Kontrolle der Ausladung h der Schneidkante 9 des Werkzeuges 8 werden zuerst der Support 2 und dann das Gleitstück 5 mit dem Meißelhalter 7 bewegt. Das Gleitstück 5 bewegt sich nur solange, bis die Schneidkante 9 des Schneidwerkzeuges 8 die Kuppe 17 des Fühlers 15 berührt. In dem Augenblick, in dem die Schneidkante 9 die Kuppe 17 berührt, liefert der Meßkopf 14 ein elektrisches Sig­ nal an die NC-Steuervorrichtung für die Registrierung und Ablesung der Lagekoordinate des Gleitstücks 5. Hier­ bei wird das an der Werkzeugmaschine vorhandene System von nicht gezeigten linearen Gebern für die Stellung der beweglichen Baueinheiten benutzt. Nach der Berührung der Schneidkante 9 und der Kuppe 17 hört die Bewegung des Gleitstücks 5 auf. Der Abstand h wird von der NC-Steuer­ vorrichtung mit der programmäßig vorgegebenen Größe ver­ glichen.

Von der NC-Steuervorrichtung wird dann die Größe der Nichtübereinstimmung des gemessenen und des vorgegebenen Abstandes h bestimmt, wonach automatisch eine Korrektur eingegeben wird, welche bei der nachfolgenden Bearbeitung des Werkstücks berücksichtigt wird. Wenn diese Größe der Nichtübereinstimmung vorgegebene Grenzwerte überschrei­ tet, was einen Bruch der Schneidkante 9 des Werkzeuges 8 bedeuten kann, wird die Werkzeugmaschine abgeschaltet und ein entsprechendes Signal an das Steuerpult der Zer­ spanungsmaschine gegeben.

Bei der Kontrolle der Ausladung 1 der Schneidkante 9 des Werkzeuges 8 werden zuerst das Gleitstück 5 und dann der Support 2 bewegt. Das Gleitstück 5 bleibt nach dem Aus­ fahren um einen bestimmten Betrag unbeweglich. Der Support 2 verschiebt sich so lange, bis die Schneidkante 9 die Kuppe 17 des Fühlers 15 berührt. Der restliche Prozeß läuft wie bei der Kontrolle der Ausladung h ab.

Nach dem Ausführen der beschriebenen Bewegungen nehmen das Gleitstück 5 und der Support 2 die Ausgangsstellungen ein. Die einzelnen Elemente der Einrichtung wirken in der umgekehrten Reihenfolge zusammen. Die NC-Steuervor­ richtung der Werkzeugmaschine erteilt einen Befehl für die Einschaltung des umsteuerbaren Elektromotors 30 in der entgegengesetzten Richtung. Die Drehung der Welle des Elektromotors 30 wird über die Zahnräder 32 und 33 auf die Schneckenwelle 31 übertragen. Die Schneckenwelle 31 versetzt die Mutter 34 in Drehung. Die Mutter 34 kann keine axiale Bewegung längs der Schneckenwelle 31 aus­ führen, weil der Schutzdeckel 12 durch das herausragende Ende des Stabes 50 blockiert ist. Die Mutter 34 dreht sich zusammen mit der Schneckenwelle 31. Die Zahnradzähne an der Mutter 34 versetzen das Zahnrad 35 in Drehung und verschieben über die Welle 41, die Schnecke 42, das Zahn­ rad 43, die Welle 44 und das Zahnrad 45 die Zahnstange 46 zusammen mit dem Gleitstück 13 in der entgegengesetzten Richtung. Das Gleitstück 13 bewegt sich in seine Ursprungs­ stellung.

Das Gleitstück 13 drückt, wenn es sich der eingefahrenen Endstellung nähert, auf die Leiste 50 a des Stabes 50 und verschiebt beim Zusammendrücken der Feder 50 b den Stab 50. Die Verschiebung des Stabes 50 und seines herausragen­ den Endes gibt den Schutzdeckel 12 in dem Augenblick frei, in welchem der Meßkopf 14 und die Kuppe 17 durch die Öff­ nung 11 vollständig in das Gehäuse 10 eingefahren sind.

Das Gleitstück 13 wird, nachdem es seine eingefahrene Stellung erreicht hat, durch den Feststeller 47 fixiert. Der Kopf des Feststellers 47 wird in die quergerichtete Aussparung des Gleitstücks 13 versenkt. Das Gleitstück 13 bleibt stehen und stützt sich an dem Anschlag ab. Nach­ dem der Schutzdeckel 12 bewegbar geworden und das Gleit­ stück 13 zum Stillstand gekommen ist, hört die Drehung der Zahnräder 45, 43, der Schnecke 42 und des Zahnrades 35 auf. Die Mutter 34 kommt ebenfalls zum Stillstand, während die Drehung der Schneckenwelle 31 weitergeht.

Die Drehung der Schneckenwelle 31 bewirkt die axiale Ver­ schiebung der Mutter 34 in der entgegengesetzten Rich­ tung. Die Verschiebung der Mutter 34 ruft die Drehung des Zahnrades 37, der Welle 38 und des Anschlages 39 so­ wie die Schwenkung des Schutzdeckels 12 in der entgegen­ gesetzten Richtung bis zu einem nicht gezeigten Anschlag hervor. Die geschlossene Lage des Schutzdeckels 12 wird durch einen nicht gezeigten Endschalter überwacht. Der Endschalter gibt dann einen Befehl für die Abschaltung des Elektromotors 30. Die Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Werkzeug-Schneidkante hat nun wieder die Ausgangsstellung eingenommen. Danach wird die Bearbeitung des auf der Werkzeugmaschine eingespannten Werkstücks nach dem vorgegebenen Programm unter Berücksichtigung der durchgeführten Messungen fortgesetzt.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Kontrolle der Ausladung der Schneidkante des Werkzeuges einer spanenden Werkzeugmaschine mit einer beweglichen Traverse (1), die einen Support (2) mit Werk­ zeughalter (7) trägt, mit einem an einer Basisführung (3) eines Gestells (4) montierten Gehäuse (10), welches eine Öffnung (11) aufweist, die durch einen schwenkbaren Schutzdeckel (12) überdeckbar ist, wobei in dem Gehäuse (10) ein Gleitstück (13) mit einem Meßkopf (14) unterge­ bracht ist, das aus dem Gehäuse (10) durch die Öffnung (11) ausfahrbar ist, und mit einer Vorrichtung (19) für den Antrieb des Schutzdeckels (12) und des Gleitstücks (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) an der beweglichen Traverse (1) angeordnet ist, während die Vorrichtung (19) für den Antrieb des Schutzdeckels (12) und des Gleitstücks (13) einen Umsteuer­ motor (30), eine Schneckenwelle (31), die mit der Welle des Umsteuermotors (30) kinematisch verbunden ist, und eine Mutter (34) besitzt, die auf der Schneckenwelle (31) angeordnet ist und auf ihrer Außenfläche über ihrer axialen Länge Zahnradzähne aufweist, die mit einem Treibrad (35) in dauerndem Eingriff stehen, welches mit dem Gleitstück (13) kinematisch verbunden ist, wobei an den Zahnradzäh­ nen (34) Ringnuten eingearbeitet sind, die eine Zahnstange (36) bilden, welche sich mit einem zweiten Treibrad (37) in dauerndem Eingriff befindet, das mit dem Schutzdeckel (12) kinematisch verbunden ist.