DE691002C - Elektrische Fuehlersteuerung an Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbaenken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Fühlersteuerung zum Steuern^ des Werkstückes oder Werkzeuges an Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbänken.
Es sind Kopierfräsmaschinen bekannt, bei denen ein allseitig schwenkbarer Fühlfinger unmittelbar die Kontakte für die verschiedenen Bewegungen bestreiten ""kann und dabei eine gleichzeitige Bewegung in zwei verschiedenen Richtungen erreicht. Wegen der unmittelbaren Kontaktgabe des Fühlfingers mit den Steuerkontakten ist aber eine sperrige und verwickelte Bauweise mit vielerlei Hilfseinrichtungen erforderlich.

is Es sind elektrische Fühlersteuerungen für Werkzeugmaschinen, insbesondereDrehbänke, bekannt, bei denen mit einer Schablone ein allseitig schwenkbarer Taster zusammenwirkt, dessen Ausschläge auf einen nur in einer Ebene bewegten Kontakthebel übertragen werden,, welcher die Kontakte für die Einschaltung der Bewegung des Werkzeuges in jeder Planbewegungsrichtung steuert und der mit einem zweiten Kontakthebel mit Kontakten zum Einschalten der Längs- oder Planbewegung des Werkzeuges derart nach-' giebig zusammenwirkt, daß bei der Weiterbewegung des Kontakthebels über die Einschaltstellung für die Planrüokbewegung hinaus der Längszug unterbrochen wird. Diese bekannte Fühlersteuerung gestattet demnach eine Überlagerung der Planrückbewegung mit der Längsbewegung des Werkzeuges. Dagegen ist eine Bewegungsüberlagerung der Planvorbewegung mit dem Längszug des Werkzeuges hier nicht vorgesehen. Die Schaltung ist bei der bekannten Vorrichtung vielmehr so getroffen, daß bei eingeschalteter Planvorbewegung ein den Längszug unterbrechender Schalter offen gehalten wird, der sich erst beim Ausschalten der Planvorbewegung schließt. Gleichzeitig können also Planvor- und Längsbewegung bei der bekannten Drehbank nicht eingeschaltet sein.

Der Gegenstand der Erfindung unterschei-" det sich nun von dem Bekannten dadurch, daß der Gegenkontakt für die Planvorbewegung und ein zweiter Kontakt für die Längsbewegung des Werkzeuges ebenfalls auf einem Hebel nachgiebig gelagert sind, so daß die Längsbewegung beim Schwenken des Kontakthebels auch über die Einschaltstellung für die Planvorbewegung hinaus unterbrochen wird. Auf diese Weise ist es möglich, beliebig gestaltete Werkstücke selbsttätig mittels einer elektrischen Fühlersteuerung verhältnismäßig einfacher Bauart zu bearbeiten.

Zweckmäßiger ist der Kontakthebel zwischen den beiden die Trennkontakte tragenden Hebeln angeordnet, die sich zur Erzielung der Längsbewegung im Ruhezustand unter Federwirkung, in einem Punkt berühren.

Um zu erreichen, daß bei einem bestimmten Druck gegen den Taster stets die gleiche Schaltstellung erreicht wird, wobei es gleichgültig ist, von welcher Richtung aus dieser Druck erfolgt, wird erfindungsgemäß ein Schiebebolzen als Zwischenglied zwischen den Taster und Kontakthebel geschaltet.

Nachstehend ist die Erfindung in ihren Grundzügen an einem Ausführungsbeispiel ίο beschrieben. Zu bemerken ist hierbei noch, daß für die Bewegungsübertragung in bekannter Weise elektromagnetische Kupplungen in Verbindung mit Räderschneckengetrieben und Spindeln Verwendung finden, wobei als Antriebsmittel entweder besondere Motoren oder der Hauptantrieb der Maschine benutzt werden können. Der Kern der Erfindung liegt in' der Ausbildung der Fühlervorrichtung mit dem Fühlfinger. •20 Abb. ι stellt eine Drehbank mit aufgespanntem Werkstück und der neuen Vorrichtung in der Draufsicht dar.

Abb. 2 und 3 zeigen schaubildlich die

Fühlersteuerung in Verbindung mit der Getriebeanordnung sowohl für den Längszug (Abb. 3) als auch für den Planzug (Abb. 2) des Werkzeuges.

Abb. 4 zeigt schaubildlich den elektrischen Fühler.

In Abb. 2 und 3 ist das Getriebe einer Drehbank schaubildlich für den Plan- und Längszug dargestellt. Die Längsbewegung des Werkzeugschlittens in Abb. 1 erfolgt nach Abb. 3 von dem Motor ,1 aus über eine elektromagnetische Kupplung, bei der die auf einer Welle verschiebbare Ankerscheibe ·2 einmal vo|n der auf dem Motorwellenstumpf sitzendenKupplungshälfte 3 mitgenommen wird, welche ihren Strom bei Kontaktgabe des Fühlergerätes 40. über Schleifringe 4 und 5 zugeführt erhält. Das andere Mal wird die Ankerscheibe 2 von der an der Maschinenwand 6 befestigten Kupplungshälfte 7 nach Kontaktunterbrechung sofort abgebremst, dadurch, daß die Kupplungshälfte 7 Strom erhält. Hierdurch findet eine sofortige Unterbrechung der Längsbewegung des Schlittens statt, welche für die Genauigkeit des fertigen Werkstückes von Wichtigkeit ist. Von der Ankerscheibe aus geht der Antrieb weiter über Schnecke 8, Schneckenrad 9, Schaftwelle 10, Wendegetriebe 11, 12, 13, 14, 15, ιό, Wechselräder 17, i8, 19, Schnecke 20, Schneckenrad 21, Stirnräder 22, 23, 24, 25 auf das Ritzel 26 des Schlittens. Dieses Ritzel greift in die Zahnstange am Bett ein.

Die zweite Bewegung, also der Planvorschub nach Abb. 2, erfolgt von dem Motor 27 aus über eine elektromagnetische Umkehrkupplung, die als Wendegetriebe dient. Die Kupplung besteht aus Kegelradgetriebe 28 und auf der linken Seite aus Bremskupplung 29, Ankerscheibe 30, Magnetkörper 31 mit Schleifringen 32 und 33. Auf der rechten Seite besteht die Kupplung aus Magnetkörper 34 mit den Schleifringen 35 und 36, der Ankerscheibe 37 und der gemeinsamen Ankerscheibenwelle 38. Die Kupplung 29 dient auch hier als Bremse zum sofortigen Stillsetzen des Planvorschubes nach Kontaktunterbrechung durch den Fühler.

Von der gemeinsamen Ankersche.ibenwelle 38 geht der Planvorschub weiter über Schnecke 39 und Schneckenrad 40, Stirnräder

41, 42, 43 auf die Gewindespindel 44. Durch die Gewindespindel 44 wird der auf dem Bettschlitten 45 verschiebbare Planschieber 46, auf welchem das Werkzeug sowie auch der Fühlerarm 47 mit Fühler 48 angeordnet ist, verschoben. Für verschieden' große Vorschübe kann die Übersetzung im Rädergetriebe 41,

42, 43 geändert werden.

Aus Abb. 4 ist der Fühler 48, welcher in dem Fühlerarm 47 befestigt ist, zu ersehen.

Der Fühlfinger 49 (Abb. 3), welcher an der Schablone 50 entlang gleitet und auf den die j eweilige Kurve in verschiedenen Richtungen Druck ausübt, schwenkt sich in der Kugel 51. Hierdurch wird der obere Teil des Fühlfingers 52 ebenfalls geschwenkt und hebt hierdurch den Schiebebolzen 53. Die Bewegung des Fühlfingers kann nach jeder Richtung hin erfolgen. Der Schiebebolzen 53 bewegt mit Hilfe seines Anschlages 54 den Hebel 55, Der Hebel 55 steht unter der Einwirkung der Feder 56, die das Bestreben hat, in Normallage, d.h. wenn kein Druck auf den Fühlfinger 49 ausgeübt wird, den Hebel 55 in der Zeichnung um seinen Drehpunkt 57 in Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen.

Der Hebel 55 trägt zwei Kontakte 5S, 59. Diese Kontakte 58, 59 kommen, je nachdem der Hebel 55 gehoben oder gesenkt wird, mit den Kontakten 60 oder 61 in Berührung, wodurch der Stromkreis für den Planvorschub in dem einen oder anderen Bewegungssinn geschlossen wird.

Der Kontakt 61 ist an dem Hebel 62 und der Kontakt 60 an dem Hebel 63 isoliert angeordnet.

An dem Hebel 62 ist außerdem noch ein Kontakt 64 und an dem Hebel 63 ein Kontakt 65 vorgesehen. Beide Hebel 62 und 63 sind schwenkbar um die Drehpunkte 66 und 67 und besitzen an den Enden eine Feder 68, die das Bestreben hat, die beiden Hebel 62 und 63 gegen einen Überbrückungskontakt 69 zu ziehen. Die Kontakte 64 und 65 werden also in Ruhe gegen den Kontakt 69 gedrückt. Sie dienen dem Längsvorschub (siehe Abb. 3). Diese beiden Kontakte 64 und 65 kommen

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also jeweils mit dem Kontakt 69 (Überbrückungskontakt) für den Längsvorschub in Berührung, so daß der Stromkreis für den Längsvorschub während des Arbeitens des Planvorschubes offen oder auch geschlossen sein kann.

Dtirch die gewählte Kontaktanordnung wird erreicht, daß sowohl der Längsvorschub für sich, allein als auch gemeinsam mit dem Planvorschub in der einen oder anderen Bewegungsrichtung arbeiten kann. Weiter ist hierdurch auch gegeben, daß der Planvorschub in, der einen oder anderen Richtung allein arbeiten kann. Da es sich bei der oben beschriebenen elektrischen Steuerung um die Bewegung schwerer Massen, wie Schlitten usw., handelt, bei denen starke Magnetkupplungen erforderlich sind, erfolgt die Kontaktgebung für die Kupplungen in bekannter Weise über,Relais.

Entsprechend der Bewegung des Schalthebels 55 wird einmal der Kontakt 59 mit dem Kontakt 60, das andere Mal Kontakt 58 mit dem Kontakt 61 in Berührung gebracht.

Der Hebel 55 kann auch eine Mittellage einnehmen, in welcher sich weder die Kontakte

59 und 60 noch die Kontakte 58 und 61 berühren. Weiter kann der Hebel 55 in seinen Endlaigen über die Kontakte 59, 60 und 58, 61 die beiden Hebel 62 und 63 derart bewegen, daß die Kontakte 65 und 69 oder 64 und 69 getrennt werden. Im folgenden werden die verschiedenen Möglichkeiten bei der Kontaktgabe für den Längs- und Planvorschub angegeben.

I. Wenn der Kontakt 59 mit dem Kontakt

60 und die beiden Kontakte 64 und 69 geschlossen sind, so ist der Planvorschub zur Werkstückmitte hin in Tätigkeit.

2. Sind die Kontakte 59 und 60 sowie die Kontakte 64, 69 und 69, 65 geschlossen, so ist der Planvorschub zur Werkstückmitte hin und auch der Längsvorschub in Tätigkeit.

3. Sind die Kontakte 64, ~6g und 69, 65 geschlossen, dagegen aber die Kontakte 59, 60 und 58, 61 offen, so ist nur der Längsvorschub in Tätigkeit.

4. Sind die Kontakte 58 und 61 sowie die Kontakte 64, 69 und 69, 65 geschlossen, so

S° ist der Planvorschub von der Werkstückmitte ab und der Längsvorschub in Tätigkeit.

5. Sind die Kontakte 58 und 61 sowie 65 und 69 geschlossen, 64 und 69 aber offen, so ist nur der Planvorschub von der Werkstückmitte ab in Tätigkeit.

An Hand der Abb. 1 und 5 wird ein Beispiel der Arbeitsweise der neuen Fühlersteuerung veranschaulicht. Die Bearbeitung soll so vorgenommen werden, wie in der Abb. 5 gezeigt wird. Die Bearbeitungsfläche ist in dieser Abbildung in zylindrische Teile und in solche mit gekrümmter Oberfläche unterteilt. Hierbei sind die Strecken 1', 4' und 5' gerade, während die Strecken 2' und 3' gekrümmt sind. Der Arbeitsablauf beginnt in 6'. . Das Ansetzen des Spans erfolgt, nachdem der Fühlfinger 49, welcher an dem Planschieber 46 seitlich befestigt ist, an die Schablone herangelaufen ist, mittels Verschiebens eines Stahlhalterschiebers in bekannter Weise. Das Heranfahren des Schlittens mit dem Fühler geschieht mit dem Einschalten des Steuerstromes dadurch, daß der Fühler ohne Druck auf den- Fühlfinger stets auf Planzug zur Mitte des Werkstückes hin durch die Kontakte 59 und 60 geschaltet ist. Nachdem dann der Fühlnnger Druck durch die Schablone erhält, schließt sich der Kontakt 65 und 69, wodurch der Längszug sich einschaltet. Es arbeiten jetzt Längs- und Planzug gleichzeitig, und zwar so lange, bis durch den erhöhten Druck am Fühlfinger sich die Kontakte 59 und 60 öffnen und den Planzug abschalten. Diese Steuerstellung bleibt so lange erhalten, wie die Schablonenkante gleichlaufend zur Längsführung des Schlittens liegt, was in unsererm Falle bei Strecke i' der Fall ist. Am Ende dieser Strecke wird der Druck auf den Fühlnnger durch Anlaufen an die Strecke 2' der Schablone .größer. Hierdurch schließt sich der Kontakt 58 und 61, und der Planzug tritt in Richtung von Werkstückmitte ab in Tätigkeit. Es sind also jetzt Längszug sowie der Planzug von Werkstückmitte ab in Arbeit, und es würde bei gleicher Vorschubgröße in beiden Richtungen eine schräge Arbeitsfläche von 45° Neigung der Mantellinien entstehen. Da aber die Kurve der Schablone eine geringere Steigung als 45° hat, entfernt sich im nächsten Augenblick der Schlitten mit dem Fühler wieder von der Schablone, so daß der Druck auf den Fühlfinger nachläßt. Hierdurch öffnet sich Kontakt 58 und 61 und unterbricht den Planzug. Es arbeitet jetzt wieder nur noch der Längszug, und zwar so lange, bis der Fühlnnger wieder einen erhöhten Druck durch die Schablone erhält und die Kontakte 58 und 61 wieder schließt, und den Planvorschub in Richtung von Werkstückmitte ab wieder einschaltet. Dieses Spiel wiederholt sich so lange, wie die Neigung der Schablonenkante zur Werkstückmitte kleiner als 45⁰ ist. Dieses ist der Fall bei der Strecke 2'. Im Endpunkt der Strecke 2' beginnt in Strecke 3' die Neigung, größer zu werden als 45°. Bisher hat der Längszug dauernd gearbeitet unter teilweiser Hinzuziehung des Planzuges. Jetzt wechselt dieses Verhältnis, und es arbeitet auf der Strecke 3' der Planzug dauernd, wogegen der Längszug nur teilweise herangezogen wird..

Der Schaltvorgang in Strecke 3' ist dann folgender:

Im Übergangspunkt von Strecke 2' zu 3' sind die Kontakte 64, 69 und 65, 69 für den Längszug und die Kontakte 58 und 61 für den Planzug von Werkstückmitte ab eingeschaltet. Es arbeitet also Längs- und Planzug zugleich. Da nun die Neigung der Kurve in Strecke 3' an der Schablone jetzt größer als 45° wird, wird durch,die zusammengesetzte Bewegung des Schlittens der Druck auf den Fühlfinger verstärkt. Hierdurch werden Kontakte 64 und 69 geöffnet und der Längszug unterbrochen, und zwar <5 so lange, bis durch das alleinige Arbeiten des Planzuges der Druck auf den Fühlfinger so weit nachläßt, daß der Kontakt 64 und 69 sich wieder schließt und den Längsvorschub wieder einschaltet. Dieses Spiel wiederholt sich auf der ganzen Strecke 3'. Am Ende der Strecke 3' beim Übergang auf Strecke 4' kann sich der Fühler, selbst wenn er nur Kontakt 58 und 61 geschlossen hat, also nur Planzug eingeschaltet ist, nicht von seinem Druck am Fühlfinger befreien, so daß nur der Planzug von der Werkstückmitte ab in Tätigkeit bleibt. Der Druck auf den Fühlfinger bleibt jetzt auf der ganzen Fläche 4' gleich, und zwar bis zum Übergangspunkt zur Fläche 5'. An dieser Stelle tritt eine Entlastung des Fühlfingers ein, wodurch wieder ein Wechselspiel zwischen Plan- und Längszug einsetzt, bis der Fühler um die Ecke herumgelaufen ist. Jetzt behält der Fühlfinger seinen gleichmäßigen Druck bei, so daß die Kontakte 58, 61 und 59, 60 offen bleiben und die Kontakte 64, 69 und 69, 65 für den Längszug geschlossen sind. Der' Längszüg arbeitet jetzt dauernd auf der ganzen Strecke 5'.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Fühlersteuerung zum

   Steuern des Werkstückes oder Werkzeuges an Werkzeugmaschinen, vorzugsweise Drehbänken, mit zwei senkrecht zueinander gerichteten, einzeln oder gleichzeitig einschaltbaren Vorschubbewegungen (Plan- und Längszug), bei der die Ausschläge eines allseitig schwenkbaren, mit einer Schablone zusammenwirkenden Tasters auf einen nur in einer Ebene bewegten, mit Kontakten für die Steuerung jeder Planzugrichtung besetzten Hebel übertragen werden, dessen Kontakte in Mittelstellung bei eingeschaltetem Längszug geöffnet sind und beim Schwenken des Kontakthebels in der einen oder anderen Richrung geschlossen werden, wobei der Gegen kontakt für die Planrückzugbewegung und ein Kontakt für den Längszug auf einem zweiten Hebel nachgiebig gelagert sind, so daß der Längszug beim Schwenken des Kontakthebels über die Einschaltstellung für den Planrückzug hinaus unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkontakt (60) für die Planvorbewegung und ein weiterer Kontakt für den Längszug ebenfalls auf einem Hebel (65) nachgiebig gelagert sind, so daß die Längsbewegung beim Schwenken des Kontakthebels (55) auch über die Einschaltstellung für die Planvorbewegung hinaus unterbrochen wird.
2. 2. Fühlersteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nachgiebig gelagerten Hebel (62,63), zwischen denen der Kontakthebel (55) hin und her gesteuert wird, durch eine sie verbindende Feder (.68) gegen einen festen Überbrückungskontakt (69) für den Längszug gezogen werden.
3. 3. Fühlersteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Schiebebolzen (53) als Zwischenglied zwischen Fühlfinger (49) und. Kontakthebel (55) bei einem bestimmten Ausschlag des Fühlfmgers stets die gleiche Schaltstellung erzielt wird, wobei es gleichgültig ist, nach welcher Richtung der Fühlfinger von der Schablone abgelenkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen