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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung
für eine Werkzeugmaschine,
und insbesondere eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung, die
dazu ausgelegt ist, dass ein Wechselarm durch Eingriff einer Nocke
und Nockenstößel drehbar
ist. Siehe dazu als Beispiel
US
5816987 .
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Eine
beispielhafte Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechseleinrichtung der
vorerwähnten
Ausführung
wird mit Bezugnahme auf 3 bis 5 erläutert. Die
in 3 dargestellte Werkzeugmaschine 12 ist
ein so genanntes vertikales Bearbeitungszentrum. Die Werkzeugmaschine 12 weist
Folgendes auf: ein Bett 13; eine senkrecht auf dem Bett 13 vorgesehene
Säule 14;
einen Spindelkopf 15, der von der Säule 14 in einer vertikal
verstellbaren Weise getragen ist; eine von dem Spindelkopf 15 getragene
Spindel 16, die um eine Achse davon drehbar ist; ein Tisch 17,
der unter der Spindel 16 auf dem Bett 13 angeordnet
ist; ein auf der linken Seite des Spindelkopfs 15 vorgesehenes
Werkzeugmagazin 21; eine Werkzeugwechseleinrichtung 26 am unteren
Ende des Werkzeugmagazins 21 zum Wechsel eines an der Spindel 16 angebrachten
Werkzeugs T mit einem in einem Haltegefäß 23 aufbewahrten Werkzeug
T; und eine wie in 5 dargestellte numerische Steuerung 50 zur
Steuerung der jeweiligen Komponenten der Werkzeugmaschine.
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Das
Werkzeugmagazin 21 weist Folgendes auf: eine Vielzahl von
Haltegefäßen 23 zur
Aufbewahrung von Werkzeughaltern TH; eine Halterscheibenplatte 24 zum
Halten der Haltegefäße 23 in
einem vorher festgelegten Zwischenraum am Umfang davon; und eine
Abdeckung 22, welche die Haltegefäße 23 und die Halterscheibenplatte 24 umgibt.
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Wie
in 4 gezeigt ist, weist die Werkzeugwechseleinrichtung 26 Folgendes
auf: eine parallel zu der Spindel 16 (siehe 3)
angeordnete Rotationswelle 27; einen an einem unteren Ende
der Rotationswelle 27 befestigten Wechselarm 28,
der mit Werkzeughalteabschnitten 28a an seinen beiden gegenüberliegenden
Enden ausgerüstet
ist; rollenförmige
Nockenstößel 33,
die um einen äußeren Umfang eines
mittleren Abschnitts der Rotationswelle 27 in einem vorher
festgelegten Winkelzwischenraum zur Rotation der Rotationswelle 27 um
eine Achse davon herum angeordnet sind; ein hebelförmiger Nockenstößel 34,
der in Eingriff mit der Rotationswelle 27 unter den Nockenstößeln 33 zur
Bewegung der Rotationswelle 27 längs ihrer Achse vorgesehen
ist; ein Nockensteuerrad 35 mit Führungsnuten, die in einen äußeren Umfang
davon zum Eingriff mit den Nockenstößeln 33 eingebracht
sind, und eine Führungsnut, die
in einer Seitenfläche
davon zum Eingriff mit dem Nockenstößel 34 eingebracht
ist; ein mit dem Nockensteuerrad 35 fest verbundenes Zahnrad 41;
und ein Motor 36 zur Erzeugung einer Antriebsdrehkraft, die
auf das Zahnrad 41 mittels Zahnrädern 38, 39 und
dergleichen übertragen
wird. Die Nockenstößel 33 weisen
jeder eine Eingriffsrolle auf, die zum Eingriff mit der in dem äußeren Umfang
des Nockensteuerrads 35 eingebrachten Führungsnut drehbar von einem
Lager getragen ist. Der Nockenstößel 34 weist
eine Eingriffsrolle auf, die zum Eingriff mit der in der Seitenfläche des
Nockensteuerrads 35 eingebrachten Führungsnut drehbar von einem
Lager getragen ist.
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Mit
dieser Anordnung wird die Antriebsdrehkraft von dem Motor 36 auf
das Nockensteuerrad 35 über
die Zahnräder 38, 39, 41 übertragen,
um das Nockensteuerrad um seine Achse zu drehen, wodurch die Rotationswelle 27 durch
die Einwirkung der mit dem Nockensteuerrad 35 in Eingriff
stehenden Nockenstößel 33 gedreht
wird und axial durch die Einwirkung des mit dem Nockensteuerrad 35 in
Eingriff stehenden Nockenstößel 34 bewegt
wird. Der Betrieb der Rotationswelle 27 bewirkt, dass der Wechselarm 28 einen
Werkzeugwechselvorgang ausführt,
der später
beschrieben wird.
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Wie
in 5 dargestellt ist, weist die numerische Steuerung 50 Folgendes
auf: eine computerisierte numerische Steuerung (CNC) 54,
eine programmierbare logische Steuerung (PLC) 55, eine Eingabe-/Ausgabeinterface 56 und
dergleichen. Sie ist mit einem externen Steuerkreis 51 über das
Eingabe-/Ausgabeinterface 56 verbunden. Der externe Steuerkreis 51 ist
an ein Bedienungspult 52, die Werkzeugwechseleinrichtung 26 und
dergleichen angeschlossen.
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Die
CNC 54 führt
ein in ihr gespeichertes Bearbeitungsprogramm zum Steuern von Basisvorgängen der
Werkzeugmaschine 12 aus, beispielsweise axiale Bewegungen
des Spindelkopfs 15 und des Tisches 17, sowie
Anzeige eines CRT 11. Der PLC 55 weist einen Wechslersteuerabschnitt 57 und
dergleichen auf und steuert Hilfsabläufe der Werkzeugsmaschine 12,
wie beispielsweise Betrieb des Werkzeugmagazins 21 und
der Werkzeugwechseleinrichtung 26. Der CRT 11 zeigt
typischerweise das Bearbeitungsprogramm und die Koordinaten der
aktuellen Position eines Werkzeugs an.
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Wie
oben beschrieben steuert der Wechslersteuerabschnitt 57 den
Betrieb der Werkzeugwechseleinrichtung 26 über den
Steuerkreis 51. Der Wechslersteuerabschnitt 57 betreibt üblicherweise die
Werkzeugwechseleinrichtung 26 zur Ausführung des Werkzeugwechselvorgangs
in Abhängigkeit
von einem Werkzeugwechselbefehl von der CNC 54, die das
Bearbeitungsprogramm ausführt.
Der Werkzeugwechselbefehl kann auch manuell am Bedienungspult 52 eingegeben
werden, um die Werkzeugwechsel einrichtung 26 zur Ausführung des
Werkzeugwechselvorgangs zu veranlassen. In diesem Fall wird der
eingegebene Werkzeugwechselbefehl vom Bedienungspult 52 an
die CNC 54 über
den Steuerkreis 51, das Eingabe-/Ausgabeinterface 56 und
den PLC 55 übertragen.
Dann wird der Werkzeugwechselbefehl von der CNC 54 an den
Wechslersteuerabschnitt 57 ausgegeben. Bei Erhalt des Werkzeugwechselbefehls
betreibt der Wechslersteuerabschnitt 57 die Werkzeugwechseleinrichtung 26 für den Werkzeugwechselvorgang.
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Der
automatische Werkzeugwechsler besteht aus der Werkzeugwechseleinrichtung 26,
dem Wechslersteuerabschnitt 57 und dergleichen. Das an der
Spindel 16 angebrachte Werkzeug T wird von dem automatischen
Werkzeugwechsler durch ein anderes Werkzeug in der folgenden Weise
ausgetauscht.
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Zuerst
wird ein Haltegefäß 23,
welches einen gewünschten
Werkzeughalter TH in dem Werkzeugmagazin 21 hält, in eine
Wechselposition bewegt, um dadurch für den Werkzeugwechsel bereit
zu sein. Dann drehen die Nockenstößel 33 die Rotationswelle 27 in
einer normalen Drehrichtung um 90 Grad um ihre Achse. Der Wechselarm 28 wird
mit der Rotationswelle 27 zusammen um 90 Grad gedreht,
wodurch der an der Spindel 16 angebrachte Werkzeughalter
TH (im Weiteren als "aktueller
Werkzeughalter" bezeichnet)
und der in dem Haltegefäß befindliche Werkzeughalter
TH (im Weiteren als "nächster Werkzeughalter" bezeichnet) jeweils
von den Werkzeughalteabschnitten 28a gehalten wird, die
an den gegenüberliegenden
Ende des Wechslerarms 28 angeordnet sind.
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Der
Nockenstößel 34 seinerseits
verschiebt die Rotationswelle 27 auf ihrer Achse weiter,
wodurch der aktuelle Werkzeughalter TH und der nächste Werkzeughalter TH, von
dem Wechslerarm 28 gehalten, jeweils von der Spindel 16 und
aus dem Haltegefäß 23 entfernt
werden. Danach drehen die Nockenstößel 33 die Rotationswelle 27 weiter
um 180 Grad im normalen Drehsinn, und der Nockenstößel 34 zieht
die Rotationswelle 27 längs
ihrer Achse zurück. Auf
diese Weise wird der nächste
Werkzeughalter TH an der Spindel 16 angebracht, und der
aktuelle Werkzeughalter TH wird in dem Haltegefäß 23 zurückgehalten.
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Die
Nockenstößel 33 drehen
die Rotationswelle 27 um 90 Grad in gegenläufiger Drehrichtung, um
die Rotationswelle 27 in eine Ursprungsposition zurück zu stellen.
Dann wird das Haltegefäß 23 zu der
vorherigen Indexierungsposition befördert und innerhalb der Abdeckung 22 gelagert.
So wird der an der Spindel 16 angebrachte aktuelle Werkzeughalter mit
dem in dem Werkzeugmagazin 21 gelagerten nächsten Werkzeughalter
TH ausgewechselt.
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Wie
oben beschrieben verwendet jeder der Nockenstößel 33, 34 das
Lager, welches naturgemäß auf Grund
des Verschleißes
und dergleichen der Rollen davon eine begrenzte Lebensdauer aufweist und
folglich eine endliche Standzeit hat. Die herkömmliche Werkzeugwechseleinrichtung
ist jedoch nicht dazu ausgelegt, das Ende der Standzeit der Lager
zu erfassen. Daher kann die Standzeit der Lager der Nockenstößel 33, 34 während des
Betriebs der automatischen Werkzeugwechseleinrichtung enden, mit
dem Ergebnis eines Bruchs der Lager. In Abhängigkeit von Betriebsbedingungen
der Nockenstößel 33, 34 wird
die erforderliche Zeit zum Beheben des Bruchs nachteilig verlängert.
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Sind
die Lager der Nockenstößel 33, 34 gebrochen,
gibt es eine Bruchgefahr von weiteren Bauteilen in Abhängigkeit
von den Bruchbedingungen der Lager. Der Bruch bzw. Schaden von einer
größeren Anzahl
von Bauteilen verlängert
die Zeit, die zur Reparatur der Bauteile erforderlich ist. Dieses
reduziert die Verfügbarkeit
der Werkzeugmaschine nachteilig. Falls kein Lager als Ersatzteil
vorhanden ist, kann der Werkzeugwechsler nicht eher instand gesetzt
werden, bis dass ein neues Lager geliefert ist. Dieses reduziert
die Verfügbarkeit
der Werkzeugmaschine zusätzlich.
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In
Anbetracht des Voranstehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung zu schaffen, die
dazu ausgebildet ist, das Ende der Standzeit der Lager der Nockenstößel für systematischen
Austausch der Lager zu erfassen.
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ZUSAMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Automatische
Werkzeugwechseleinrichtung, welche Folgendes aufweist: eine Werkzeugwechseleinrichtung
mit einer drehbar gelagerten Rotationswelle, einen an der Rotationswelle
befestigten Wechselarm, einen Nockenstößel mit einer durch ein Lager drehbar
gelagerten Eingriffsrolle zum Eingriff mit der Rotationswelle, wobei
eine Nocke eine Eingriffsnut zum Eingriff mit der Eingriffsrolle
des Nockenstößels aufweist,
und Antriebseinrichtungen zum Antrieb der Nocke zur Bewegung der
Rotationswelle entlang einer Achse davon und/oder zum Drehen der
Rotationswelle um deren Achse über
den Nockenstößel, welcher
mit dem Nocken in Eingriff steht; und einen Steuerabschnitt zur
Steuerung der Werkzeugwechseleinrichtung für einen Werkzeugwechselvorgang; und
einen Standzeitende-Erfassungsabschnitt
zur Zählung
der Anzahl der von der Werkzeugwechseleinrichtung ausgeführten Werkzeugwechselvorgänge, und
zur Entscheidung, wenn die Zählung
der Anzahl eine vorher festgelegte Referenzzahl von Vorgängen erreicht,
dass die Standzeit des Lagers des Nockenstößels endet.
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In
der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung
zählt der
Standzeitende-Erfassungsabschnitt die Anzahl der von der Werkzeugwechseleinrichtung
ausgeführten
Werkzeugwechselvorgänge,
und entscheidet, wenn die Zählung
der Anzahl eine vorher festgelegte Referenzzahl von Vorgängen erreicht,
dass die Standzeit des Lagers des Nockenstößels endet Angenommen, dass
das Lager unter einer konstanten Last betrieben wird, wird das Standzeitende
des Lagers typischerweise auf der Basis einer kumulativen Betriebszeit
erfasst. Wenn die auf das Lager des Nockenstößels aufgebrachte Last bekannt
ist (welche als eine auf der Konstruktion basierende theoretische
Last sein kann), kann die bis zum Ende der Standzeit des Lagers
vergehende theoretische Betriebszeit durch Berechnung festgelegt
werden. Die für
jeden Werkzeugwechselvorgang benötigte
Zeit ist konstant und kann leicht gemessen werden. Weiterhin kann
die Betriebszeit des Lagers bei dem Werkzeugwechselvorgang experimentell
oder theoretisch bestimmt werden.
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Deshalb
kann die kumulative Betriebszeit des Lagers durch Zählung der
Anzahl der Werkzeugwechselvorgänge
berechnet werden, so dass das Ende der Standzeit des Lagers auf
diese Weise auf Grundlage der kumulativen Betriebszeit erfasst werden
kann. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Zahl der zu erwartenden
auszuführenden
Werkzeugwechselvorgänge
vor dem Ende der Standzeit des Lagers als die Referenzzahl von Vorgängen berechnet,
indem der vorher errechnete Standzeitabschnitt durch die Betriebszeit
des Lagers für
jeden Werkzeugwechselvorgang dividiert wird. Die Anzahl der Zeiten
der Werkzeugwechselvorgänge
wird gezählt und,
wenn die Zählung
der Anzahl die Referenzzahl von Vorgängen erreicht, wird entschieden,
dass die Standzeit der Lager beendet ist.
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Da
das Ende der Standzeit der Lager auf diese Weise durch den Standzeitende-Erfassungsabschnitt
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung erfasst wird, können Wartungsarbeiten systematisch
durchgeführt
werden, indem ein Ersatzlager bereitgehalten wird und Wechsel des
Lagers mit dem Ersatzlager vor dem Ende der Standzeit des Lagers erfolgt.
Die Verfügbarkeit
der Werkzeugmaschine kann weiter dadurch verbessert werden, indem
die Wartungsarbeiten während
einer Stillstandszeit der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einem Betriebsplan
der Werkzeugmaschine durchgeführt werden.
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Deshalb
kann die Reduktion der Verfügbarkeit
der Werkzeugmaschine verhindert werden, da der Bruch des Lagers
auf Grund seines Standzeitendes während des Betriebs des automatischen
Werkzeugwechslers vermieden werden kann, was andererseits eine verlängerte Instandsetzungszeit
des Schadens erforderlich machen würde.
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Bei
der Werkzeugwechseleinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Werkzeugwechseleinrichtung dazu ausgelegt, den Werkzeugwechselvorgang
in einer unterschiedlichen Weise durchzuführen, welche von dem Durchmesser
eines zu wechselnden Werkzeugs abhängig ist, und der Standzeitende-Erfassungsabschnitt
ist so ausgebildet, dass er eine Erhöhung der Zählung der Anzahl in Übereinstimmung
mit der erforderlichen Zeit für
den Werkzeugwechselvorgang abwägt.
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Bei
einigen Werkzeugmaschinen wird der Werkzeugwechselvorgang in einer
unterschiedlichen Weise in Abhängigkeit
von dem Werkzeugdurchmesser durchgeführt. Wenn Werkzeuge unterschiedliche Durchmesser
aufweisen (zum Beispiel ein Werkzeug mit einem kleinen Durchmesser
und ein Werkzeug mit einem großen
Durchmesser) und gegeneinander ausgewechselt werden sollen, wird
zum Beispiel ein an der Spindel angebrachtes aktuelles Werkzeug
zuerst in das Werkzeugmagazin zurückgebracht, und dann wird ein
nächstes
Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin an der Spindel befestigt. Deshalb
wird die Werkzeugwechseleinrichtung für den Werkzeugwechselvorgang
zweimal betätigt.
Sollen im Gegensatz dazu Werkzeuge mit gleichem Durchmesser (zum
Beispiel Werkzeuge mit kleinem Durchmesser oder Werkzeuge mit großem Durchmesser)
gegeneinander ausgewechselt werden, wird die Werkzeugwechseleinrichtung
einmal für
den Werkzeugwechselvorgang betätigt.
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In
einem solchen Fall kann das Standzeitende nicht exakt durch den
einfachen Vergleich zwischen der Zählung der Zahl von Werkzeugwechselvorgängen und
der Referenzzahl von Vorgängen
erfasst werden, weil der Verschleiß der Lager, der während des
Wechsels der Werkzeuge mit den unterschiedlichen Durchmessern auftritt,
doppelt so groß ist
wie der, der beim Wechsel der Werkzeuge mit den gleichen Durchmessern
auftritt. Deshalb wird die Erhöhung
der Zählung
der Anzahl in Übereinstimmung mit
der erforderlichen Zeit für
den Werkzeugwechselvorgang abgewägt.
Im Detail bedeutet das, dass, wenn der Werkzeugwechselvorgang für den Wechsel der
Werkzeuge mit den unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt wird,
die Zählung
der Anzahl um zwei erhöht
wird. Wenn der Werkzeugwechselvorgang für den Wechsel der Werkzeuge
mit den gleichen Durchmessern ausgeführt wird, wird die Zählung der
Anzahl um eins erhöht.
Auf diese Weise kann der Verschleißgrad des Lagers, welcher in
Abhängigkeit
von dem Werkzeugwechselvorgang unterschiedlich ist, exakt auf die
Erfassung des Standzeitendes des Lagers rückbezogen werden. Daher kann
das Standzeitende genau erfasst werden.
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Die
Werkzeugwechseleinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weist weiterhin Anzeigeeinrichtungen zur grafischen Darstellung
des Verhältnisses
der Zählung
der Anzahl zu der Referenzzahl von Vorgängen.
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Mit
dieser Anordnung wird das Verhältnis
der Zählung
der Anzahl zu der Referenzzahl von Vorgängen mit den Anzeigeeinrichtungen
grafisch dargestellt. Auf diese Weise kann ein Bediener den Verschleißgrad des
Lagers auf einen Blick erkennen. Durch tägliche Überwachung des Verschleißgrads des
Lagers kann das Standzeitende des Lagers leicht vorhergesagt werden,
so dass ein Wartungsplan einfach erstellt werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine numerische Steuerung und dergleichen
einer Werkzeugmaschine gemäß einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform
darstellt;
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2 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Anzeige zur Anzeige auf einem
CRT gemäß der Erfindung
darstellt;
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3 ist
eine Vorderansicht, die eine herkömmliche Werkzeugmaschine im
Ganzen zeigt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die im Detail eine in 3 gezeigte
Werkzeugwechseleinrichtung darstellt; und
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine numerische Steuerung der herkömmlichen
Werkzeugmaschine darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine
Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das
eine numerische Steuerung und dergleichen der Werkzeugmaschine gemäß dieser
Ausführungsform darstellt,
und 2 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anzeige
zur Anzeige auf einem CRT zeigt. Die Werkzeugmaschine gemäß dieser
Ausführungsform
ist eine Modifikation der herkömmlichen
Werkzeugmaschine mit dem automatischen Werkzeugwechsler, der in
den 3 bis 5 dargestellt ist, und unterscheidet
sich von der herkömmlichen
Werkzeugmaschine darin, dass die numerische Steuerung eine unterschiedliche
Konstruktion aufweist. Deshalb werden Bauteile, die zu denen der
in den 3 bis 5 gezeigten herkömmlichen
Werkzeugmaschine äquivalent
sind, nicht im Detail erläutert
und werden mit gleichen Bezugszeichen in den 1 und 2 bezeichnet.
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Wie
in 1 dargestellt ist, weist die numerischen Steuerung 1 gemäß dieser
Ausführungsform einen
PLC 6 auf, der sich in seiner Konstruktion gegenüber dem
herkömmlichen
PLC 55 darin unterscheidet, dass der PLC 6 zusätzliche
Funktionen aufweist und weiterhin einen Anzeigesteuerabschnitt 10 und
einen Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 aufweist.
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Der
Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 zählt die Anzahl der von der
Werkzeugwechseleinrichtung 26 ausgeführten Werkzeugwechselvorgänge. Genauer
gesagt, erhöht
der Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 die
Zählung
der Anzahl jedes Mal um eins, wenn er einen Werkzeugwechselbefehl von
der CNC 54 erhält,
und vergleicht die Zählung der
Anzahl mit einem vorher festgelegten Referenzwert, um zu entscheiden,
ob die Zählung
der Anzahl den Referenzwert erreicht oder nicht. Wenn entschieden
ist, dass die Zählung
der Anzahl den Referenzwert erreicht, wird die Zählung der Anzahl, der Referenzwert
und ein Hinweissignal der Entscheidung (Standzeitende-Erfassungssignal)
an den Anzeigesteuerabschnitt 10 ausgegeben.
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Der
Referenzwert bedeutet hierbei die Anzahl von Werkzeugwechselvorgängen, welche
vor dem Standzeitende der Lager der Nockenstößel 33, 34 zu
erwarten ist. Der Referenzwert wird in folgender Art und Weise bestimmt
und in dem Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 gespeichert.
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Zuerst
wird eine Betriebszeit (Standzeitabschnitt) L, der bis zum Ende
der Standzeit eines jeden Lagers der Nockenstößel 33, 34 vergehen
soll, an Hand der folgenden Gleichung berechnet: L
= (a × C
)/(F × N0.3) wobei a eine Konstante, C eine Nennlast
(konstant) des Lagers,
F eine auf das Lager ausgeübte Kraft
und N die Drehzahl des Lagers ist.
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Dann
wird eine Betriebszeit eines jeden Lagers für jeden Werkzeugwechselvorgang
experimentell oder theoretisch bestimmt. Der mit der vorerwähnten Gleichung
berechnete Standzeitabschnitt wird durch die Betriebszeit des Lagers
für jeden Werkzeugwechselvorgang
dividiert. Somit wird die Anzahl von zu erwartenden Werkzeugwechselvorgängen, die
vor dem Standzeitende ausführbar
sind, für
jedes der Lager bestimmt. Die kleinste der so für die jeweiligen Lager bestimmten
Anzahlen wird als der Referenzwert verwendet.
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Der
Anzeigesteuerabschnitt 10 empfängt die Anzahl und den Referenzwert
von dem Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 und steuert
den CRT 11 über
die CNC 54, um das Verhältnis
zwischen der Zählung
der Anzahl und dem Referenzwert anzuzeigen, wie in 2 dargestellt
ist. Weiterhin veranlasst der Anzeigesteuerabschnitt 10 den
CRT 11 zur Anzeige einer Meldung zur Anforderung des Lagerwechsels
bei Empfang des Standzeitende-Erfassungssignals.
Auf einer in 2 dargestellten Bildschirmanzeige
wird der Referenzwert als STANDZEIT und die Zählung der Anzahl als AKTUELLER WERT
(%) angezeigt. Deshalb kann ein Bediener den Verschleißgrad des
Lagers auf einen Blick erkennen.
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In
der numerischen Steuerung 1 der Werkzeugmaschine mit dem
automatischen Werkzeugwechsler in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform
erhöht
der Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 die Zählung der
Anzahl jedes Mal um eins, wenn er den von der CNC 54 auf
den PLC 6 aufgebrachten Werkzeugwechselbefehl während der
Ausführung
eines Bearbeitungsprogramms oder durch manuelle Bedienung erhält. Dann
vergleicht der Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 die
Zählung der
Anzahl mit dem vorher festgelegten Referenzwert, um zu entscheiden,
ob die Zählung
der Anzahl den Referenzwert erreicht oder nicht.
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Wenn
der Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 entscheidet, dass
die Zählung
der Anzahl den Referenzwert erreicht, wird die Meldung zur Anforderung
des Wechsels der Lager auf dem CRT 11 angezeigt. Weiterhin
wird das Verhältnis
der Zählung der
Anzahl zu dem Referenzwert auf dem CRT 11 wie in 2 dargestellt
grafisch so angezeigt, dass der Bediener den Verschleißgrad der
Lager auf einen Blick erkennen kann.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
wird das Standzeitende der Lager von dem Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 erfasst.
Daher können
Wartungsarbeiten systematisch durchgeführt werden, indem Ersatzlager
bereitgehalten werden und Wechsel der Lager mit den Ersatzlagern
vor dem Ende der Standzeit des Lagers erfolgen. Die Verfügbarkeit
der Werkzeugmaschine kann weiter dadurch verbessert werden, indem
die Wartungsarbeiten während
einer Stillstandszeit der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einem Betriebsplan
der Werkzeugmaschine durchgeführt
werden. Da der Verschleißgrad der
Lager auf dem CRT 11 angezeigt wird, kann das Standzeitende
der Lager leicht vorhergesagt werden, indem der Verschleißgrad der
Lager täglich überwacht
wird. Deshalb kann ein Wartungsplan leicht erstellt werden.
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In
dieser Ausführungsform
wird das Ende der Standzeit der Lager durch Anzeige der Meldung
zur Anforderung des Lagerwechsels auf dem CRT 11 angezeigt,
aber es kann auch angezeigt werden, indem eine Alarmleuchte eingeschaltet
wird oder ein akustischer Alarmmelder akustische Warnsignale abgibt.
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Bei
manchen Werkzeugmaschinen wird der Werkzeugwechselvorgang in einer
unterschiedlichen Weise abhängig
von einem Werkzeugdurchmesser ausgeführt. Wenn Werkzeuge unterschiedliche Durchmesser
aufweisen (zum Beispiel ein Werkzeug mit einem kleinen Durchmesser
und ein Werkzeug mit einem großen
Durchmesser) und gegeneinander ausgewechselt werden sollen, wird
zum Beispiel ein an der Spindel 16 angebrachtes aktuelles
Werkzeug T zuerst in das Werkzeugmagazin 21 zurückgebracht,
und dann wird ein nächstes
Werkzeug T aus dem Werkzeugmagazin 21 an der Spindel 16 befestigt.
Deshalb wird die Werkzeugwechseleinrichtung 26 für den Werkzeugwechselvorgang
zweimal betätigt.
Sollen im Gegensatz dazu Werkzeuge mit gleichem Durchmesser (zum
Beispiel Werkzeuge mit kleinem Durchmesser oder Werkzeuge mit großem Durchmesser)
gegeneinander ausgewechselt werden, wird die Werkzeugwechseleinrichtung 26 einmal für den Werkzeugwechselvorgang
betätigt.
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In
einem solchen Fall kann das Standzeitende nicht exakt durch den
einfachen Vergleich zwischen der Zählung der Zahl der Werkzeugwechselvorgänge und
dem Referenzwert erfasst werden, weil der Verschleiß der Lager,
der während
des Wechsels der Werkzeuge mit den unterschiedlichen Durchmessern
auftritt, doppelt so groß ist
wie der, der beim Wechsel der Werkzeuge mit den gleichen Durchmessern
auftritt.
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Deshalb
wägt der
Standzeitende-Erfassungsabschnitt 9 eine Erhöhung der
Zählung
der Anzahl in Übereinstimmung
mit der erforderlichen Zeit für
den Werkzeugwechselvorgang ab. Genauer gesagt, wird die Zählung der
Anzahl um zwei erhöht, wenn
der Werkzeugwechselvorgang für
die Auswechslung von Werkzeugen des unterschiedlichen Durchmessers
ausgeführt
wird. Wird der Werkzeugwechselvorgang für die Auswechslung von Werkzeugen
des gleichen Durchmessers ausgeführt,
wird die Zählung
der Anzahl um eins erhöht.
Auf diese Weise kann der Verschleißgrad der Lager, welcher in
Abhängigkeit
von dem Werkzeugwechselvorgang unterschiedlich ist, exakt auf die
Erfassung des Standzeitendes des Lagers rückbezogen werden. Daher kann
das Standzeitende genau erfasst werden. Aus diesem Grund kann das
Standzeitende genau erfasst werden.