DE3744294A1 - Drehbank - Google Patents
DrehbankInfo
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- DE3744294A1 DE3744294A1 DE19873744294 DE3744294A DE3744294A1 DE 3744294 A1 DE3744294 A1 DE 3744294A1 DE 19873744294 DE19873744294 DE 19873744294 DE 3744294 A DE3744294 A DE 3744294A DE 3744294 A1 DE3744294 A1 DE 3744294A1
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
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- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G05B19/40931—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by part programming, e.g. entry of geometrical information as taken from a technical drawing, combining this with machining and material information to obtain control information, named part programme, for the NC machine concerning programming of geometry
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Description
Die Erfindung betrifft Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbänke,
und zwar eine Drehbank zum programmierbaren Verfahren des Werk
zeuges.
Eine Drehbank umfaßt ja bekanntlich ein Gestell, das an seinem ei
nen Ende einen Spindelstock trägt, der seinerseits ein Futter mittels
einer Spindel trägt, ferner ein Bett, das Gleitschienen umfaßt, die
ihrerseits parallel zueinander sowie parallel zur Spindelachse ver
laufen. Auf den Gleitschienen ist ein Reitstock gelagert, der eine
Reitstockspitze trägt, deren Achse mit jener der Spindel fluchtet.
Der Reitstock kann auf den Gleitschienen verfahren und dort an einem
beliebigen Punkt fixiert werden. Die Gleitschienen tragen ferner und
führen einen verfahrbaren Werkzeugträger.
Paralleldrehbänke sind bekanntlich solche Drehbänke, bei welchen die
Werkzeugbewegungen - sowohl im Sinne (x) senkrecht zur Spindelachse
wie auch im Sinne (z) parallel zur Spindelachse - mit dem Umlauf (n)
des Futters verknüpft sind. Unter diesen Paralleldrehbänken gibt es
wiederum die sogenannte Universaldrehbank, die verschiedene Funktio
nen auszuüben vermag, welche sie universal einsetzbar macht.
Außerdem sind Kopierdrehbänke bekannt, die eine Abwandlung halbauto
matischer Drehbänke bilden. Hierbei wird das Werkstück, das zwischen
zwei Spitzen placiert ist, von einem Werkzeug bearbeitet, das auto
matisch entsprechend einem Profil verfährt, welches von einer Kopier
vorrichtung vorgegeben ist. Die Spitze des Drehstahls beschreibt dem
gemäß eine Bahn, die das Profil reproduziert. Dieses kann beispiels
weise ein Profilblech oder ein Exemplar eines bearbeiteten Werkstückes
sein.
Ferner sind zyklisch arbeitende Kopierdrehmaschinen bekannt ge
worden, mit welchen das Werkstück aufeinander folgende Arbeits
vorgänge ausführt, entsprechend dem Kopierprofil, und zwar da
durch, daß es nach jedem Durchlauf zu seinem Ausgangspunkt zu
rückkehrt, während die Werkzeugbahn von einem Durchgang zum an
deren und zu Beginn des wiederholten Durchganges der letzten
Bahn das Profil mit den Maßen des Enddurchmessers des bearbei
teten Teiles reproduziert. Um dies zu erreichen, wird das Füh
rungsprofil von einem Durchgang zum anderen von der Spanstärke
bis zum Erreichen der Durchmesser-Endmaße des Werkstückes über
führt. Die Handgriffe beschränken sich praktisch darauf, einen
Rohling in das Futter einzusetzen, und das bearbeitete Werkstück
zu entnehmen.
Es sind keine Kopierdrehmaschinen bekannt, eingeschlossen zy
klisch arbeitende Kopierdrehmaschinen, mit denen das Profil ver
ändert werden kann, ohne daß man es von der Drehbank herunter
nimmt.
Es sind schließlich Drehmaschinen bekannt, bei denen die Bewegungs
bahn des Werkzeuges durch Komponenten der Mikroelektronik und der
Informatik programmierbar ist. Diese numerisch gesteuerten Dreh
bänke erfordern eine ausgedehnte Programmierarbeit, die demge
mäß teuer ist und den Einsatz von qualifiziertem Personal erfor
dert. Sie sind aus diesem Grunde nur für die Serienproduktion ge
eignet.
Die Erfindung wurde angeregt durch die Beobachtung, daß heutzuta
ge im allgemeinen Maschinenbau Werkzeugmaschinen vorhanden sind,
deren größerer Teil veraltet ist, gemessen an der technischen Ent
wicklung der Konstrukteure in Richtung auf die Herstellung von
hoch entwickelten Maschinen mit numerischer Steuerung. Dies geht
auf die Entwicklung von immer produktiveren Maschinen zurück.
Währenddessen haben die konventionellen Maschinen stets ihren Platz
auf dem Markt behauptet, und nur die alten und genauen Maschinen
sind im Betrieb geblieben. Ein Gebiet der Erneuerung dieses Bestan
des erstreckt sich auf Maschinen, die recht billig sind, die jedoch
den Hersteller nicht befriedigen, der volle Zuverlässigkeit verlangt.
Der wirtschaftliche Rückgang hat die Erneuerung des Bestandes an
Drehmaschinen verzögert, während doch die Modernisierung der Indu
strie zu einem immer größeren Bedarf an diesen Maschinen führt. Dreh
maschinen moderner Konzeption müssen dem Bedarf von Benutzern Rechnung
tragen, die zuverlässige und genaue Maschinen bei einfacher Bedienung
und vernünftigem Preis verlangen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Dreher eine Drehbank
zur Verfügung zu stellen, die es erlaubt, auf einfache und rasche Wei
se im voraus ein Bearbeitungsprofil zu definieren und nach Art von
Kopierdrehbänken zu verfahren, eingeschlossen zyklisch arbeitende Ko
pierdrehbänke. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, dem
Dreher ein Mittel an die Hand zu geben, mit der die Maße oder die Para
meter des Bearbeitungsprofiles visualisiert werden, das er im voraus
definiert hat.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dem Dreher eine
Drehbank zur Verfügung zu stellen, die sowohl Mittel enthält, die eine
gewisse Automatisierung der Arbeitsvorgänge erlaubt, die aber auch gleich
zeitig in klassischer manueller Weise bedient werden kann.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine parallele
Kopierdrehbank mit Definitionsmitteln und schnell und einfach arbeitenden
Abwandlungen des Profilkopierers auszustatten. Eine weitere Grundidee be
steht darin, ein Kopierprofil in Einzelprofile (Elementarprofile) zu zer
legen, um - ausgehend von diesen Elementarprofilen - ein komplexes Ar
beitsprofil oder eine Werkzeug-Bewegungsbahn zu definieren.
Unter Elementar-Bewegungsbahn versteht man normalerweise das Lang
drehen, das Abrichten, das konische Durchlaufen oder lineare Inter
polieren, den strahlenförmigen Durchlauf oder die kreisförmige In
terpolation, das Gewindeschneiden, bei großem Werkzeugvorschub. Un
ter komplexer Bewegungsbahn versteht man die Aufeinanderfolge von
elementaren Bewegungsbahnen, beispielsweise einer konischen Bewe
gungsbahn, gefolgt von einer strahlenförmigen Bewegungsbahn und ei
ner weiteren konischen Bewegungsbahn.
Der Grundgedanke, so wie oben definiert, läßt sich durch zwei von
einander verschiedene Arten verwirklichen.
Gemäß einer ersten Verwirklichungsweise, der sogenannten analogen
Art, kann man die Elementarprofile in Gestalt von Schablonen oder
Lehren in einem Gehäuse unterbringen, in welchem sie durch mechani
sche Mittel manövrierbar und versenkbar sind, um es dem Dreher zu
ermöglichen, das gewünschte komplexe Profil zu verwirklichen. Die
ses komplexe Profil kann als Steuerprofil dienen, mit einer Rolle,
die direkt oder indirekt auf das Werkzeug einwirkt. Außerdem läßt
sich bei jedem Durchgang das Profil austauschen. Dabei ist es klar,
daß diese analogen Mittel, obwohl sie technisch verwirklichbar sind,
eine Reihe von praktischen Schwierigkeiten aufweisen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsart, der sogenannten logischen Art
oder numerischen Art, definiert man numerisch die Elementar-Bewegungs
bahnen oder die komplexen Bewegungsbahnen; man markiert numerisch
die Koordinaten des Werkzeuges, und man vergleicht sie mit der defi
nierten Bewegungsbahn. Die numerischen Mittel zum Berechnen und Ver
gleichen, die ansich auf dem Gebiet der Mikroinformatik bekannt sind,
erbringen neben zahlreichen anderen Vorteilen die Funktionen der vor
genannten analogen Mittel. Diese zweite Art von Lösungsweg wird ange
wandt, um die Grundidee der Erfindung zu verwirklichen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptan
spruches gelöst. Weitere wichtige Merkmale sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Ge
samtheit der Steuermittel, die die Bedienungsperson bedient, wie
auch die Mittel zum Sichtbarmachen, von dem Werkzeugträger getra
gen. Diese Steuermittel sind in einem Schaltpult angeordnet, der
in zwei Tafeln unterteilt ist. Die eine der Tafeln umfaßt drei
Tastaturen sowie ein Register von Stößeln und Handgriffen, während
die andere Tafel aus einem Register von Stößeln und Handgriffen
besteht, die zur Speicherung oder Erfassung und zur Benutzung des
Speichers dienen. Die eine der Tastaturen, nämlich jene zur Auswahl
des Bearbeitungsprofiles, umfaßt eine erste Anzahl von Drucktasten,
die der Zeichnung eines bearbeiteten Teiles entsprechend allen oben
erwähnten Profilen überlagert sind, wobei jeweils eine Taste einem
Profil zugeordnet ist. Eine weitere Tastatur, nämlich die Abruf
tastatur der Parameter, umfaßt eine zweite Reihe von Tasten, deren
jede entweder einem Parameter oder einem bestimmten Arbeitsgang zu
geordnet ist (Einschalten, Abschalten, Anfasen unter 45°). Eine dritte
Tastatur, nämlich die Tastatur des Einführens der numerischen Werte,
umfaßt eine dritte Anzahl von Tasten, deren jede jeweils einer Ziffer
des Dezimalsystems zugeordnet ist, für den Stellenwert und die Ein
führung negativer Zahlen. Diese Steuermittel umfassen ebenfalls die
Handgriffe, nämlich den Manipulator und die Schalter "Ein/Aus".
Die oben erwähnten Steuermittel bestehen zusammen mit dem Automaten,
dem sie zugeordnet sind, aus der Gesamtheit der Mittel, und zwar der
oben genannten ersten bis sechsten. Es versteht sich, daß der Auto
mat einem Programm unterliegt, das nicht Gegenstand der vorliegen
den Beschreibung ist.
Man erkennt weiterhin, daß ein Gesichtspunkt der Erfindung die Aus
wahl der wählbaren Profile ist, die Wahl des Parameters, die klare
Anordnung der Tastaturen, die Wahl der einfachen Folge und der
Sicherheit der Steuerung, die Möglichkeit, es dem Bedienungsmann je
nach der Arbeit, die er ausführt, zu überlassen, zwischen einem
rein manuellen, klassischen Steuern der Arbeitsvorgänge zu wählen,
und einem automatischen Steuern mit einer gewissen Anzahl von Zwischen
möglichkeiten.
Gemäß einer bevorzugten konstruktiven Anordnung wird das Werkzeug in
jeder der Richtungen x, z verfahren, und zwar jeweils durch einen in ge
schlossener Schaltung gesteuerten Motor, gesteuert durch den Automaten.
Die Drehmaschine gemäß der Erfindung, die als universell gelten soll,
weist Komponenten auf, die ihr eine so hohe Präzision verleihen, wie je
ne der genauesten Drehmaschinen; diese Präzision darf durch die rein
mechanische Konzeption der Maschine nicht begrenzt werden. Zu diesem
Zweck werden eine ganz besondere Montage des Bettes am Fundament sowie
besondere Verriegelungsmittel des Spindelkastens vorgeschlagen.
Bei den Eingangs erwähnten, bekannten Drehmaschinen kann die Gleitbahn
des Werkzeugträgers von einem Bett aus einem Material getragen sein,
das beispielsweise Naturgranit oder Kunstgranit ist; ebenso kann das
Bett gemäß der Erfindung die Gestalt eines L haben, dessen einer Teil,
der Kulissenträger, mit seiner großen Achse horizontal verläuft, dessen
anderer Teil, der Futterträger oder Spindelkasten mit seiner großen
Achse senkrecht zur vorgenannten Achse verläuft, wobei die Tragflächen
der Gleitbahn in bezug auf den Futterträger dem Futterträger gegenüber
liegen und senkrecht zur genannten großen Achse des Letztgenannten ver
laufen, und wobei die Ebene der genannten Fläche mit der Horizontalebene
einen Winkel von etwa 60° einschließen. Ferner ruht das Bett auf einem
Paar hydraulisch gelagerten Betonsockeln, deren jeder eine Ausnehmung
zur Aufnahme des Bettes hat, wobei elastomere Verbindungsglieder zwi
schen die Stützflächen gelagert sind und die feste Lagerung des Bettes
auf seinen Sockeln durch Verschraubungen vorgenommen ist. Die Gesamtheit
der Anordnungen führt zu einer besonders steifen Konstruktion sowie Sta
bilität der festen Teile der Maschine, was wiederum deren große Präzision
gewährleistet.
Es sei nochmals daran erinnert, daß der Reitstock bei Drehbänken entlang
der Gleitschienen verfahren und auf diesen fixiert werden kann. Bei der
Erfindung hat die Fixierung oder Feststellung des Reitstockes, der als
Unterstützung dient, ein Verfahren auf der inneren Fläche der Gleit
schienen im Sinne einer Entfernung in bezug auf das Bett zur Folge. Ge
nauer gesagt führt die Fixierung des Reitstockes zu einem Druck, der
auf eine der Gleitschienen, der sogenannten geneigten Schiene ausgeübt
wird, und zwar entlang zweier einander gegenüberliegender Anschläge die
ser Gleitschiene durch zwei Dorne mit V-Nut, wobei einer der Dorne oder
ein Flansch dazu dient, an der unteren und äußeren Fläche der genannten
geneigten Gleitschiene anzuliegen, während der andere Dorn, der soge
nannte Feststelldorn dazu dient, Druck auf die untere und obere Fläche
der genannten geneigten Gleitschiene auszuüben, wobei der Feststelldorn
quer montiert ist am Ende eines Gewindestabes, der in eine Gewindebohrung
des Gestelles des Reitstockes eingeschraubt und mit einem Schraubknebel
versehen ist.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im ein
zelnen folgendes dargestellt:
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Drehmaschine, die eine
Reihe wesentlicher Elemente umfaßt.
Fig. 1a zeigt in vergrößerter Darstellung einen Handhebel, der Maschine
gemäß Fig. 1.
Fig. 2 zeigt eine Schalttafel mit einer Tastatur für die Maschine gemäß
Fig. 1.
Die Fig. 2a bis 2e sind Kurven, die die Arbeitsweise der Maschine ge
mäß Fig. 1 veranschaulichen.
Die Fig. 3 bis 6 sind schematische Darstellunen, wobei das Bett an
seinen Sockeln unter verschiedenen Winkeln montiert ist.
Fig. 7 ist ein Schnitt in einer Vertikalebene senkrecht zur Achse des
Bettes des Reitstockes auf seiner Gleitführung.
Die in Fig. 1 dargestellte Drehbank umfaßt - von außer her erkennbar -
einen Rahmen 1 mit einem Spänekasten 2, einem Bett 3, das einen Reitstock
4 trägt, eine mobile Einheit 5 sowie einen Spindelkasten, der ein Futter
7 trägt, das von einer beweglichen Vorrichtung 8 abgedeckt ist. Die mo
bile Einheit 5 umfaßt im wesentlichen einen Werkzeugträger 10, eine ver
glaste Schutzvorrichtung 11, ein Paar Handhebel 13, 14 - quer für das Ab
richten und längs für das Langdrehen, einen Stellhebel 15 für fünf Posi
tionen mit einer zentralen Stopp-Position (Fig. 1a), einen Bildschirm 18
sowie einem Pultkörper 20. Ein Stößel 16 erlaubt bei jedem Drücken
das Laufenlassen eines Untersetzungskoeffizienten des Vorschubes
(1-0,1; sodann 0,01; sodann 1; usw.). Ein Paar Stößel 17, 20
setzen die Maschine in Gang oder stellen sie ab. Wie man sieht,
sind in ganz charakteristischer Weise sämtliche Regel- und Steuer
organe von der mobilen Einrichtung 5 getragen. Aus dieser Anord
nung ergibt sich, daß der Dreher visuell die Entwicklung des Werk
stückes im Verlauf der Bearbeitung verfolgen kann, wobei er alle
Mittel zum Steuern, Anhalten oder Abwandeln dieser Entwicklung in
Reichweite hat.
In Fig. 2 sind die beiden Teile 21, 25 des vorgenannten Schalt
pultes dargestellt.
Tafel 21 umfaßt selbst drei Tastaturen: Eine Tastatur 22 zur Aus
wahl der Profile, eine Tastatur 23 zum Eingeben der Bearbeitungs
parameter und schließlich eine numerische Tastatur 24 zum Eingeben
des numerischen Wertes der Letztgenannten. Tafel 21 umfaßt weiter
hin ein Register von Drückern und Knöpfen, nämlich: Steuerdrücker
26 für die Berieselung, Steuerdrücker 27 für den Vorwärtsantrieb
der Spindel, Steuerdrücker 28 für das Anhalten der Spindel, Steu
erdrücker 29 für den Rücklauf der Spindel, und Druckknopf 30 für
die Steuerung der Geschwindigkeit der Spindel.
Tafel 25 besteht aus einem Register von Drückern und Schaltern,
bestimmt zum In-Gang-setzen des Speichers des Automaten, d. h. auch
der Mittel, die dazu dienen, die Drehbank automatisch entsprechend
den Zyklen zu betreiben. Das Register von Schalttafel 25 umfaßt:
- - Einen Drücker 31, der zum Einspeichern eines Bearbeitungs zyklus dient (Langdrehen, Konus, usw.) oder eines zwingenden Durchlaufpunktes; dieser Drücker ist lediglich zum Einspei sen erforderlich.
- - Einen Drücker 32: Beim Drücken dieses Drückers werden alle Werkzeugbewegungen, die mit Hilfe des Manipulators sowie von Handhebeln im Verlaufe des Bearbeitens eines ersten Werk stückes befohlen werden, auf denjenigen Bahnen schneller aus geführt, die auf eine geradlinige Bahn zwischen den ver schiedenen eingespeicherten Durchgangspunkten folgen; drückt man nicht auf diesen Drücker, so ist die Bewegungs geschwindigkeit des Werkzeuges jene des vorausgegangenen, eingegebenen Arbeitsvorganges; dieser Drücker dient nur zum Einspeisen.
- - Ein Schalter mit drei Positionen: Eine sogenannte Normal position, in welcher die Drehbank in klassischer Weise mit den einzelnen Handhebeln und ohne Möglichkeit des Einspei cherns verwendet wird; einer sogenannten Lehrposition, in welcher die Handhabung der Drehbank identisch der Handha bung bei normaler Arbeitsweise ist, und bei welcher das Ein geben der verschiedenen Bearbeitungszyklen und Bewegung des Werkzeuges in den Speicher vor sich geht. Einer sogenannten Speicherposition, bei welcher die Drehbank automatisch die Gesamtheit der Bearbeitungsbewegungen eines Werkstückes vor nimmt, die beim Einspeisen eingegeben wurden.
- - Einen Drücker 34, der den Beginn des Bearbeitungszyklus aus löst, sofern man im Speicherbetrieb fährt;
- - einen Drücker 35, der den Vorschub des Werkzeuges im Verlauf des automatischen Ausführens eines Zyklus anhält; die Wieder aufnahme des Ausführens des Zyklus' geschieht durch ein neuer liches Drücken des Drückers 34.
Es versteht sich, daß die Tasten der Tastatur 22 für die Profilaus
wahl zusammen mit dem Automaten diejenigen Mittel, im Folgenden die
ersten Mittel genannt, bilden, die weiter oben definiert wurden,
und daß die Tasten der Tastatur 23 der Parameter sowie 24 für die
Einführung von deren numerischen Werten jene Mittel darstellen,
die die "zweiten Mittel" genannt wurden und die weiter oben definiert
wurden. Anhand von Ausführungsbeispielen sollen weiter unten die
Funktionen der Tasten der Tastaturen 22 und 23 erläutert werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2a und 2e be
schrieben, wie die Drehbank gemäß der Erfindung mittels der Steuer
mittel der mobilen Einrichtung 5 gesteuert wird.
In Fig. 2a stellt Kurve 43 irgendeine Bahn der Werkzeugspitze
dar, während der gestrichelte Teil die Bahn des Nichteingriffs
und der Rückkehr des Werkzeuges an seinen Ausgangspunkt beschreibt.
Wie man sieht, erscheint eine solche beliebige Bahn nicht unter
jenen Bahnen, die ausgewählt werden können. Im Gegensatz hierzu
veranschaulichen die Fig. 2c bis 2e Bahnen, die ausgewählt wer
den können; Bahn 45 in Fig. 2c, die sogenannte Konusbahn oder ko
nische Bahn oder Bahn mit linearer Interpolation, wird normalerwei
se durch zwei Parameter definiert, beispielsweise der Neigung, aus
gedrückt in Prozent oder als Grad, sei es ein Bearbeitungsdurch
messer D oder eine Bearbeitungslänge L. Bahn 46 in Fig. 2d, die so
genannte Radienbahn oder Bahn der Kreisinterpolation ist durch den
Parameter des Radius' (R) definiert. Schließlich umfaßt die Bahn in
Fig. 2e, die sogenannte komplexe Bahn, eine erste Bahn 47 mit line
arer Interpolation, eine zweite Bahn 48 mit Kreisinterpolation sowie
eine dritte Bahn 49 mit linearer Interpolation. Die Parameter zum
Definieren dieser Bahn sind die Werte L 1, a 1 für Teil 47, L 2 und
α 2 für Teil 49, und R für Teil 48. Wie man sieht, ist Parameter L 1
die virtuelle Länge des ersten Teiles 47, bei deren Schnittstelle 48
mit dem dritten Teil 49.
In Fig. 2b sind die verschiedenen Bearbeitungsdurchgänge an einem
zylindrischen Werkstück 60 wiedergegeben, mit der Auswahl des Bear
beitungsprofiles der linearen Interpolation und mit Parameter α°
sowie D 1. Nachdem man das Profil ausgewählt und die Parameter einge
führt hat, besteht die erste Operation darin, das Werkzeug in die Po
sition x o , z o mittels der Handkurbeln zu verbringen. Sodann löst das
Verbringen des Manipulators 15 in die Position 15 a (Fig. 1) das Ver
fahren des Werkzeuges auf seiner Bahn so lange aus, bis es den Durch
messer D 1 erreicht hat. In diesem Stadium kann es automatisch in ei
ne Position x o , z o zurückkehren, und der Manipulator in seine Zentral
stellung. Durch eine zweite Betätigung des Abrichtens verbringt man
das Werkzeug in die Position x 1, z o ; das Einstellen des Manipulators
15 a in Position 15 löst einen zweiten Abrichtdurchgang einer paralle
len Bahn zu der ersten aus, und somit anschließend bis zum Erreichen
der gewünschten Maße.
Im Folgenden werde zurückgekehrt zur Tastatur von Schalttafeln 21
in Fig. 2, und zur Bahn, die in Fig. 2e dargestellt ist. Dabei
sollen die notwendigen Operationen beschrieben werden, um eine der
artige Bearbeitung zu steuern, wobei man annimmt, daß die vorausge
gangenen üblichen Operationen des Einspannens des Werkstückes in
das Futter, des Anstellens der Spindel, der Auswahl einer Spindel
geschwindigkeit, des Steuerns des Berieselns usw. durchgeführt
wurden.
Die Operationen können wie folgt ablaufen:
- a) Einführen der Ausgangsposition und der Koordinaten des Werk zeuges: Es werden die Durchgänge des Positionierens des Durchmessers und der Länge ausgeführt, sodann führt man diese gemessenen und an der Maschine sichtbar gemachten Werte in den Automaten ein und drückt aufeinanderfolgend die Tasten:
- - 231 der Maßeingabe (x o , z o ) des Beginns der Bearbeitung, sodann
- - 232 der Durchmessermaßeingabe, sodann
- - 24 des Einführens der Tastatur des numerischen Wertes des Ausgangsdurchmesserwertes (x o ), sodann
- - 233 der Bewertung des numerischen Wertes, der zuvor eingegeben wurde, sodann
- - 234 der Eingabe des Wertes der Länge, sodann
- - 24 der Einführung in die Tastatur des numerischen Wer tes der Länge des Ausgangs (z o ), sodann
- - 233 der Bewertung dieses numerischen Wertes, sodann
- - 235 der Eingabe des Erfassens des Radius' der Bearbei tungsplatte, sodann
- - 24 der Einführung des numerischen Wertes des Radius' der Platte, sodann
- - 233 der Bewertung des numerischen Wertes . . .
- b) Auswahl und Vermaßung des Bearbeitungsprofiles (oder der Werk zeugbahn) Es werden aufeinanderfolgend die Tasten gedrückt:
- - 221 der Auswahl der linearen Interpolation (äußerer Konus), (ein zweites Drücken auf Taste 221 wählt ei ne innere Bearbeitung aus, somit unter Abheben des Werkzeuges gegen die Spindelachse),
- - 236 Eingabe der Vermaßung der Neigung in Grad oder in Prozent, (236 -), sodann
- - 24 Einführung des numerischen Wertes der ersten Nei gung, sodann
- - 233 der Wertung, sodann
- - 238 des Vorschubs pro Umlauf, sodann
- - 24 Eingabe des Wertes des Vorschubs pro Umlauf, so dann
- - 233 der Wertung (validation), sodann
- - 234 Vermaßung der Bearbeitungslänge, sodann
- - 24 Eingabe des Wertes der Ausgangs-Bearbeitungslänge, sodann
- - 233 der Wertung.
Diese Arbeitsfolge definiert Teil 47 (erster Teil) der Bahn
von Fig. 2e.
Drückt man auf Taste 237 (R), so wird am Automaten angezeigt,
daß diese Bahn mit einer anderen Bahn verbunden wird. In die
sem Stadium erscheint auf dem Bildschirm eine Figur, die der
Bearbeitung der beiden miteinander verbundenen Neigungen für
einen Radius entspricht.
Sodann werden die folgenden Tasten gedrückt:
- - 24 der Einführung des Radius' der Verbindung,
- - 233 der Wertung, sodann
- - 236 der Vermaßung der zweiten Neigung (α° oder Pro zent)
- - 24 der Einführung des Wertes der Neigung, sodann
- - 233 der Wertung, sodann
- - 234 der Vermaßung der Bearbeitungslänge, sodann
- - 24 der Einführung des numerischen Wertes der Ausgangs bearbeitungslänge, sodann
- - 233 der Wertung des numerischen Wertes, der zuvor ein gegeben wird, sodann
- - 233 der Wertung, um das Ganze auf dem Bildschirm aus zuwerten.
Diese Folge von Operationen definiert Teil 49 (zweite Neigung)
der Bahn von Fig. 2e.
Mit einem derart definierten Profil genügt es nunmehr, daß die
Bedienungsperson das Verfahren des Werkzeuges mittels des Mani
pulators 15 auslöst. Das Werkzeug führt einen ersten Durchgang
entsprechend der kompletten Bahn von Fig. 2e aus, sodann hebt
es vom Werkstück ab. Die Folge der Operationen ist dieselbe,
wie in bezug auf die Beschreibung der 26 angedeutet.
Ein Drücken von Taste 31 des Registers 25, der sogenannten Ein
speichertaste, erlaubt das Wiederausführen aller durchlaufenden
Operationen durch den Automaten nach dem Auslösen des Manipula
tors.
Ein Drücken auf Taste 32 erlaubt das Abheben des Werkzeuges, was
auch immer die Arbeitsweise sein möge, innen oder außen, und was
auch immer die Arbeitsrichtung sein möge. Diese Taste löst somit
Mittel aus, um automatisch die Vorgänge ablaufen zu lassen, die
manuell darin bestehen, daß man den Manipulator 15 in die zentra
le Position verbringt, und daß man das Werkzeug mittels der Hand
kurbeln oder Handhebel 13 und 14 abhebt. Es versteht sich, daß
die Operation dank des Automaten in einer wesentlich kürzeren
Zeitspanne ausgeführt wird, als wenn diese Vorgänge alle von Hand
betätigt werden müßten.
Man erkennt ferner aus Fig. 2 eine Taste 239 zum Anfasen unter
45°. Der Druck auf diese Taste ersetzt für diesen Typus von Be
arbeitungsprofil sehr häufig die Gesamtheit der ausgewählten
Operationen eines Profiles.
Man erkennt außerdem aus Fig. 2 und insbesondere aus Tastatur 22
von Schalttafel 21, daß Taste 223 des Durchführens des vierten
Viertels des Kreises, benachbart der Tasten 224, 225, 226 zum
Durchführen jeweils des dritten, zweiten und ersten Quartals des
Kreises sowie eine Taste 227 des Abrichtens es erlaubt, eine dieser
einfachen Operationen auszuwählen.
Soll beispielsweise eine Fläche durch mehrere Durchgänge abge
richtet werden, so können Operationen wie folgt ablaufen:
- c) Einführen der Ausgangspositionen und der Koordinaten des Werk zeuges (siehe oben unter a)
- b) Auswahl der Bearbeitungsprofile.
Es werden aufeinanderfolgend die Tasten gedrückt:
- - 227 der Auswahl des Langdrehens oder Abrichtens,
- - 232 des Eingebens der Durchmessermaße, wobei angezeigt wird, daß die Bahn eine Abrichtbahn ist,
- - 24 Einführen des numerischen Wertes des Ausgangsdurchmessers,
- - 233 Bewertung des eingegebenen numerischen Wertes,
- - 238 Angabe des Vorschubes pro Umlauf,
- - 24 Eingabe des numerischen Wertes des Vorschubes pro Umlauf,
- - 233 Bewertung des eingegebenen numerischen Wertes.
Hiernach löst das Umlegen des Manipulators 15 in die Position 15 b
das Verfahren des Werkzeuges auf einer Bahn senkrecht zur Spindel
achse aus, bis es am eingegebenen Durchmesser ankommt. Von nun ab
hält es entweder an, nachdem es vom Werkstück abgehoben hat, oder
es kehrt automatisch in seine Ausgangsposition zurück. Diese letzt
genannte Alternative tritt beim Drücken im Anschluß an eine Bewer
tung auf eine Wiederholungstaste, nämlich die Taste 239 auf. Der
Bedienungsmann muß sodann eine neue Position z o mittels des Hand
hebels 13 eingeben und den Manipulator in die Position 15 b verbrin
gen. Drückt er auf eine Taste 241, so annuliert er die vorausgegan
genen Kommandos, eingeschlossen die gespeicherten Kommandos. Eine
Taste 242 ist ein nicht angeschlossener Kontakt, der für eine
Funktion verfügbar ist, die später noch hinzugefügt werden kann.
Aus den Fig. 3 bis 6 erkannt man, daß die Drehbank 3 ein ein
teiliger Block in L-Form ist, dessen einer Teil 3′ der sogenannte
Kulissenträger mit seiner Achse 73 horizontal angeordnet ist,
während dessen anderer Teil 3′′, der sogenannte Futterträger oder
Spindelkasten mit seiner Achse 74 senkrecht zum erstgenannten Teil
verläuft. Die die Achsen 73 und 74 einschließende Ebene enthält
die Spindelachse 75, auf welcher das Futter 7 zentriert ist. Die
se Ebene ist vorzugsweise um etwa 60° gegen die Horizontale ge
neigt, weil dieser Winkel dem Bedienungsmann eine optimale Sicht
in bezug auf das Werkzeug erlaubt. Auch eine davon abweichende
Neigung wäre möglich, beispielsweise 45°, so wie in den Figuren
dargestellt. Diese geneigte Position rührt daher, daß Sockel 70
und 71 vorgesehen sind, deren jeder eine Aussparung 76 bzw. 77
aufweist. Elastomere Verbindungen, die in den Figuren nicht er
kennbar sind, sind zwischen den zwei Lagerflächen der Bank und der
Ausnehmung vorgesehen. Die Bank ist an den Sockeln mittels hier
nicht dargestellter Schrauben befestigt. Die Aussparungen 77 durch
laufen die Sockel an ihrer Basis von einer Seite zur anderen, um
das Hindurchführen von Verbindungsstangen zu erlauben.
In Fig. 7 sieht man den Reitstock 4 in einer Schnittdarstellung.
Er setzt sich zusammen aus einer Fußplatte 81 und einem Körper 82,
der eine Spindelhülse 83 bildet.
Gemäß der Erfindung ragen die Gleitbahnen 85, aufgrund ihrer Ge
stalt "flache Gleitbahnen" genannt, sowie die "geneigten Gleit
bahnen" 86, die am horizontalen Teil 3′ der Drehbank befestigt sind,
beidseits weit über diese hinaus.
Die Fußplatte trägt drei Stöpsel, die entlang der Gleitbahnen 85
und 86 entlanggleiten und/oder sich auf diesen abstützen: Die Stöpsel
87 und 88, die sogenannten Flansche, sind mit der Fußplatte einteilig
und in bezug auf diese ortsfest. Der andere Stöpsel 89, der soge
nannte Gegenflansch, oder - im Hinblick auf seine Funktion: Fixierungs
stöpsel - ist ganz einfach am Ende einer Gewindespindel 90 verankert,
die in eine Gewindehülse 91 des Gestells des Reitstocks einge
lassen ist. Die Gewindespindel 90 ist betätigbar mit einem
Handhebel 92. Die Stöpsel 87 bis 89 sind wohlgemerkt langge
streckte Teile.
Es sei darauf verwiesen, daß die Flansche 87 und 88, die in be
zug auf die Fußplatte 81 ortsfest sind, unterhalb der Gleit
flächen 85 und 86 angeordnet sind, während der Fixierungsstöpsel
89 in bezug auf diese Fußplatte beweglich und oberhalb ange
ordnet ist. Fixierungsstöpsel 89, der eine V-förmige Aussparung
in seinem unteren Teil trägt, dient dazu, sich auf die innere
Fläche 93 oder die äußere Fläche 94 der geneigten Gleitbahn 86
abzustützen, während Flansch 88, der ebenfalls eine V-förmige
Nut trägt, dazu bestimmt ist, sich auf der inneren Fläche 95 und
der äußeren Fläche 96 dieser Gleitbahn abzustützen.
Das Fixieren der Fußplatte - im Gegensatz zu dem, was üblicher
weise geschieht - geschieht aufgrund eines Zuges, das auf sie
in einem Sinne des Sich-Entfernens von der Bank 3′ ausgeübt wird.
Es sei noch darauf verwiesen, daß in dieser Darstellung die be
vorzugte Neigung eine Neigung von 60° der Ebene der Gleitbahnen
in bezug auf die Horizontale ist, während die Spindelachse 97
zu der Ebene der Gleitbahnen etwa einen Winkel von 45° einschließt.
Claims (9)
1. Drehbank, und zwar sogenannte Paralleldrehbank, bei welcher der
Vorschub des Werkzeuges eine Funktion des Umlaufes (n) des Futters
ist, um mit insbesondere die Arbeitsgänge des Langdrehens (Verfah
ren (z) des Werkzeuges parallel zur Spindelachse) des Abrichtens
(Verfahren (x) des Werkzeuges senkrecht zur Spindelachse), der li
nearen Interpolation, des Gewindeschneidens (rasches Verfahren
des Werkzeuges in bezug auf den Umlaufwinkel der Spindel), des Ver
bindens von Konen (folgen einer linearen Interpolation, einer par
tiellen Kreisinterpolation sowie einer zweiten linearen Interpola
tion) möglich sind, ferner mit an sich bekannten Rechenvorrichtun
gen und numerischen Steuervorrichtungen, die in einem Rechen-Bedie
nungs-Zentrum untergebracht sind, dem sogenannten Prozessor oder
Automaten, um das Verfahren des Werkzeuges auszulösen, ferner ge
gebenenfalls mit Mitteln zum Kopieren und zur Taktbearbeitung, ge
kennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
Die Drehbank enthält sogenannte erste Mittel, um wenigstens ein Be arbeitungsprofil oder eine Bahn des Werkzeuges auszuwählen, aus ei ner Mehrzahl von Elementarbahnen, eingeschlossen das Langdrehen, das Abrichten, das Verfahren bei linearer Interpolation und das Verfahren bei zirkularer Interpolation, das Gewindeschneiden,
es sind zweite Mittel vorgesehen, um nach dem Einstellen des Werk zeuges mittels eines Paares von Handgriffen in eine Ausgangsposition (x o , z o ) einen oder aufeinanderfolgend mehrere Parameter dieser Bahn abzurufen, darunter die Parameter der Länge des Längsdrehens, eines Enddurchmessers des Abrichtens, eines Konuswinkels, eines Bearbeitungs radius', einer Steigung (Vorschub pro Umlauf) des Gewindeschneidens, und, um Anschluß an das Abrufen eines Parameters, den numerischen Wert dieses Parameters einzuführen;
es sind sogenannte dritte Mittel vorgesehen, um den Typus des ausge wählten Arbeitsprofiles sowie den oder die abgerufenen Parameter und deren eingeführte numerische Werte zu visualisieren;
es sind Mittel vorgesehen, ein sogenannter Manipulator, um - nachdem wenigstens ein Bearbeitungsprofil ausgewählt und das Werkzeug in seine Ausgangsposition verbracht wurde - das Verfahren des Werkzeuges auf seiner Bahn auszulösen oder umgekehrt an irgendeinem Punkt der Bahn anzuhalten.
Die Drehbank enthält sogenannte erste Mittel, um wenigstens ein Be arbeitungsprofil oder eine Bahn des Werkzeuges auszuwählen, aus ei ner Mehrzahl von Elementarbahnen, eingeschlossen das Langdrehen, das Abrichten, das Verfahren bei linearer Interpolation und das Verfahren bei zirkularer Interpolation, das Gewindeschneiden,
es sind zweite Mittel vorgesehen, um nach dem Einstellen des Werk zeuges mittels eines Paares von Handgriffen in eine Ausgangsposition (x o , z o ) einen oder aufeinanderfolgend mehrere Parameter dieser Bahn abzurufen, darunter die Parameter der Länge des Längsdrehens, eines Enddurchmessers des Abrichtens, eines Konuswinkels, eines Bearbeitungs radius', einer Steigung (Vorschub pro Umlauf) des Gewindeschneidens, und, um Anschluß an das Abrufen eines Parameters, den numerischen Wert dieses Parameters einzuführen;
es sind sogenannte dritte Mittel vorgesehen, um den Typus des ausge wählten Arbeitsprofiles sowie den oder die abgerufenen Parameter und deren eingeführte numerische Werte zu visualisieren;
es sind Mittel vorgesehen, ein sogenannter Manipulator, um - nachdem wenigstens ein Bearbeitungsprofil ausgewählt und das Werkzeug in seine Ausgangsposition verbracht wurde - das Verfahren des Werkzeuges auf seiner Bahn auszulösen oder umgekehrt an irgendeinem Punkt der Bahn anzuhalten.
2. Drehbank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese
unter anderem sogenannte vierte Mittel umfaßt, um wenigstens
zwei der genannten elementaren Bewegungsbahnen zu kombinieren
und somit eine komplexe Bewegungsbahn auszuwählen, wobei die
genannten vierten Mittel durch Drücken einer Taste der be
treffenden Tastatur ausgelöst werden.
3. Drehbank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be
arbeitung durch ein Werkzeug ausgeführt wird, das aus einer
Platte aus einer Hartlegierung besteht, mit einem bestimmten
Radius, ferner mit einer Trägerplatte aus einer elastischen
Verbindung, und daß sogenannte fünfte Mittel vorgesehen sind,
um den Radius der Platte in den Automaten einzuspeisen, wobei
die fünften Mittel in Abhängigkeit von wenigstens einer Taste
der Tastatur ausgelöst werden.
4. Drehbank nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß soge
nannte sechste Mittel oder Speichermittel vorgesehen sind, um
- nachdem eine erste Reihe von Arbeitsvorgängen an einem Werk
stück vorgenommen wurde - die Gesamtheit der Bewegung des
Werkzeuges einzuspeichern, und um, nachdem ein weiteres, mit
dem ersten identisches Werkstück eingespannt ist, dieses wei
tere Werkstück den eingespeicherten Bewegungen des Werkzeuges
zu unterwerfen.
5. Drehbank nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die genannten ersten bis sechsten Mittel numerische,
elektronische Mittel sind, die durch entsprechende Tastaturen
ausgelöst werden, daß diese Mittel im Automaten vorgesehen sind,
und daß ein Motorpaar mit in einem geschlossenen Regelkreis ge
steuerten Wellen von dem Automaten gesteuert und je
weils dazu bestimmt sind, das Werkzeug entsprechend
der Achse (x) und entsprechend der Achse (z) zu ver
fahren.
6. Drehbank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Gleitbahn des Bettes von einer
Bank (3) aus einem Kompositmaterial aus Naturgranit
oder aufbereitetem Granit besteht, daß die Bank die Ge
stalt eines L hat, deren einer Teil, nämlich der soge
nannte Kulissenträger (3′) mit seiner großen Achse (73)
horizontal angeordnet ist, deren anderer Teil, der so
genannte Futterträger (3′′) mit seiner großen Achse (74)
senkrecht zur erstgenannten Achse ausgerichtet ist, und
daß die Ebene, durch die die beiden Achsen (73, 74) ver
laufen, unter etwa 60° gegen die Horizontalebene geneigt
ist.
7. Drehbank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
genannte Bank auf einem Paar Sockeln (70, 71) aus hydrau
lischem Beton ruht, daß jeder Sockel eine Aussparung (76,
77) zur Aufnahme der Bank hat, daß elastomere Verbindun
gen zwischen den einander tragenden Flächen vorgesehen
sind, und daß die Bank mit den Sockeln durch Schrauben ver
bunden ist.
8. Drehbank nach Anspruch 7, mit einem Reitstock, der auf den
Gleitbahnen der Bank verfahren oder arretiert werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung dieses Reit
stockes (4) durch einen Zug auf die Gleitbahnen bewirkt
wird, und zwar in einem Sinne des Sich-Entfernens von der
Bank (3′).
9. Drehbank nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fixieren des Reitstockes durch einen Druck ausgeübt wird,
der auf eine (88) der Gleitbahnen, der sogenannten geneigten
Bahn ausgeübt wird, und zwar entlang zweier einander ent
gegengesetzter Rippen hiervon, durch zwei Stöpsel mit einer
V-förmigen Nut, daß einer der Stöpsel der sogenannte Flansch
(88) an der inneren Fläche (95) und an der äußeren Fläche (96)
der geneigten Gleitbahn anliegt, während der andere Stöpsel,
der sogenannte Fixierungsstöpsel (89) dazu bestimmt ist, Druck
auf die innere Fläche (93) und auf die obere Fläche (94) der
geneigten Gleitbahn auszuüben, und daß der Fixierungsstöpsel
am Ende einer Gewindespindel montiert ist, die in eine Spindel
hülse (91) des Gestelles des Reitstocks eingeschraubt und mit
einem Betätigungshebel (92) versehen.
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- 1988-01-28 US US07/264,969 patent/US5008828A/en not_active Expired - Fee Related
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