DE702468C

DE702468C - schinen fuer das Umrissfraesen

Info

Publication number: DE702468C
Application number: DE1936A0081307
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmid
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-12-07
Filing date: 1936-12-08
Publication date: 1941-02-08

Description

DEUTSCHES REICH

Bist. IkcL

28 MET. 1941·

AUSGEGEBEN AM 8. FEBRUAR 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 702468 KLASSE 49 b GRUPPE 5 os

A 8130/ I bJ4p b

Wolfgang Schmid in Berlin

ist als Erfinder genannt worden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom S. Dezember 1936 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 16. Januar 1041

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung für Kopierfräsmaschinen mit einem in allen Richtungen schwenkbaren Taster, der durch seine Verschwenkung Kontakte steuert, die durch einen Kraftantrieb den Taster an dem Umriß des Musters entlangführen (Umrißfräsen). Die bekannten Steuerungen für das Umrißfräsen arbeiten nur so lange selbsttätig, als ein Kontaktpaar, das der Taster ge-

• ο schlossen zu halten sucht, zwei Hauptbewegungen des Antriebes eingeschaltet hält, durch die der Taster auf das Muster hingesteuert wird. Bei einer Kreisform ist dies beispielsweise nur über den Viertelteil des Umfangs

<5 der Fall. Dann bewirken die von dem Taster geschlossen gehaltenen Kontakte eine Wegbewegung des Tasters von dem Muster, und es muß nun von Hand eine Umsteuerung erfolgen, durch die bewirkt wird, daß der

»ο Taster ein anderes Kontaktpaar zweier Hauptbewegungen geschlossen zu halten sucht, das während des nächsten Viertenteiis des Umfangs den Taster auf das Muster hinsteuert. Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine quer zum Taster wirkende Feder, mit ihrem einen Ende an euien lose auf dem Taster gelagerten Ring und mit ihrem anderen Ende an einem im" Tasterträger gelagerten Drehring zu befestigen, der von Hand verdrehbar ist, um die Richtung der Federkraft auf dem Taster von Viertelkreis zu Viertelkreis so verändern zu können, daß von dem Gegenkontakt am Taster bei Nichtberührung des Musters jeweils das entsprechende Paar Hauptkontakte geschlossen gehalten wi rd. Da die Kopierfräsmaschinen im übrigen vollkommen selbsttätig arbeiten, ist diese von Hand vorzunehmende Umsteuerung als ein großer Nachteil anzusehen, der besonders schwerwiegend bei der Bearbeitung von Umrissen, die von der Kreisform abweichen, ins Gewicht fällt. Während bei der Kreisform immer eine bestimmte Reihenfolge der Umsteuerung einzuhalten ist und diese Umsteuerung daher durch stufenweises Weiterschalten eines Steuerschalters in der gleichen Richtung bewirkt werden kann, muß der Bedienungsmann bei unregelmäßig verlaufenden Umrißformen immer erst überlegen, welche beiden Hauptbewegungen er einschalten muß, um immer eine Bewegung des Tasters auf das Muster hin zu erhalten. Dieser Nachteil wird bei einer Kopierfräsmaschine mit hydraulischem Antrieb vermieden, bei der das Umschalten dej: Hauptbewegungen beim Übergang der Bearbeitung aus einem Quadranten zu einem anderen selbsttätig unter Verwendung eines Tasters erfolgt, der erstens dazu dient, das Muster abzutasten und den Fräser zur Bearbeitung des Werkstücks entsprechend zu steuern und der zwei-

tens die Aufgabe hat, dafür zu sorgen, daß die jeweilige Vorschubrichtung stets parallel mit demgerade abgetasteten Werkstückumriß bleibt.

Hierfür hat die Tasteinrichtung einen besonderen drehbaren, in einer Ebene schwenkbaren und senkrecht zu dieser Ebene verschiebbaren Taster, der jedoch exzentrisch zur Mittellinie der Tasteinrichtung gelagert ist. Bei Arbeitsbeginn wird die Tasteinrichtung an das Muster herangefahren, bis der Taster zur Berührung mit der Musterfläche kommt. Infolge der exzentrischen Lagerung wird durch den Anlagedruck ein Drehmoment auf den Taster ausgeübt, das ihn von der Musterkante durch Exzenter wirkung wegzudrehen versucht. Diese Drehbewegung schaltet nach einem gewissen Weg" einen hydraulischen Antrieb ein, der nun seinerseits ein ao 'Gegenmoment auf den Taster ausübt und diesen dem Muster so weit zu nähern trachtet, daß der kleinste Durchmesser des Tasterexzenters senkrecht zum Musterumriß steht. Beide wirken also gegeneinander und stellen sich schließlich auf einen Mittelwert ein. Da durch entsprechende Übertragung der jeweiligen Tasterstellung auf die hydraulischen Antriebsvorrichtungen die Vorschub richtung der Tasterdrehung folgt, entspricht diese neue Lage der nunmehrigen Richtung des Vorschubes. Durch entsprechende Einstellung des Tasterexzenters zur Vorschublage wird erreicht, daß die Vorschubrichtung dem jetzt gerade berührten Werkstüekumriß parallel liegt.

Der Nachteil dieser Steuerung liegt darin, daß der Taster zwei seinem Wesen nach völlig verschiedene Aufgaben zu lösen hat. Er soll erstens einmal mit möglichst großer Genauigkeit abtasten und seine Stellung auf ein Werkstück zur Werkstückbearbeitung übertragen, zweitens soll er dazu dienen, durch seine Ablenkung infolge der exzentrischen Lagerung die verschiedenen Vorschubrichtun-♦5 gen zu steuern.

Infolge der exzentrischen Tasterlagerung wird sich die Tasteinrichtung aber, da zur Auslösung der hydraulischen Steuereinrichtung ein nicht unbeträchtlicher Weg zurückgelegt werden muß, bei Richtungsänderung ständig vom Muster entfernen bzw. nähern. Diese Bewegung hat aber am Werkstück entsprechende Verschiebungen des Fräsers und damit Änderungen der Werkstückabmessungen' zur Folge. Die verschiedenen Bewegungen überlagern sich und machen es unmöglich, die Musterabmessungen mit der für eine Fertigbearbeitung des Werkstücks unbedingt zu fordernde Genauigkeit zu übertragen. Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß der eigentliche Taster allein zur Musterabtastuug dient, während die jeweilige Vorschubrichtung von einem besonderen Hilfstaster eingestellt wird, der in dauernder Berührung mit der Musterform gehal- 6g ten wird. Durch diesen Hilfstaster wird selbsttätig der eingangs erwähnte Drehring zur Änderung der Richtung der Federkraft auf den Taster verstellt.

In den Zeichnungen sind drei Ausführung:;-beispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen die Abb. 1 bis 3 im Längsschnitt. Vorder- und Rückansicht einen Taster mit Hilfstaster als Lenker. Abb. 4 zeigt schematisch clic verschiedenen Stellungen des Tasters beim Abtasten eines kreisförmigen. Abb. 5 beim Abtasten eines unregelmäßigen Umrisses. In Abb. 6 ist im Längsschnitt eine Ausführung dargestellt, bei der als Lenker eine exzentrische Hülse auf der Tasterspindel verwendet wird. In Abb. " sind schematisch zwei verschiedene Stellungen der exzentrischen Hülse beim Abtasten des Umrisses dargestellt. Abb. S und 9 zeigen eine Abänderung der Ausführung nach Abb. 6.

In Abb. ι und 2 besteht der Taster aus einer die Tasterspitze 3 tragenden Spindel 2. die mittels eines Kugelpfannenlagers 4 in einer Fassung 1 derart gelagert ist, daß sie sowohl nach allen Richtungen schwingen als 9« auch in ihrer Längsrichtung sich verschieben kann. Die übliche Gewichtsausgleichseinrichtung ist mit 5 bezeichnet.

Das hintere Ende 6 der Tasterspindel liegt mittels eines an ihm vorgesehenen Bundes 7 innerhalb eines ringförmigen Kontaktträgers S. An diesem befinden sich um 90-' zueinander versetzt vier Kontakte 9, die mit vier Hauptkontakten 10 zusammenwirken, an die die üblichen Magnetkupplungen angeschlossen '"» sind, durch die die /um Uinriljfräsen erforderlichen Bewegungen in zwei Richtungen gesteuert werden.

Die Kupplungsstromkreise für die entsprechenden Vorschubrichtungen des Umriß- ">5 tasters werden dadurch geschlossen, daß der eine oder andere der vier Gegenkontakte 9 der Tasterspindel mit dem entsprechenden J lauptkontakt 10 des Gehäuses in Berührung gebracht wird. Dies erfolgt nun lediglich durch n° die Schwingbewegungen der Tasterspindel 2 um das Kugelgelenk, welche eintreten, wenn der Taster dem Umriß des Musterprofils folgt. Von dem verjüngten Ende 11 der Tasterspiiidel können nicht dargestellte Kontakte für die Tiefeusteuerungen betätigt werden.

Insoweit wie bisher beschrieben, ist die Anordnung bekannt. Der Taster ist nun erfiudungsgemäß an seinem vorderen Ende mit einem Lenker versehen, der bei den Ausfüh- 13» rungsbeispielen nach Abb. 1 bis 3 als Hilfstaster 12 ausgebildet ist, der an einem im

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Tasterträger i leicht beweglich gelagerten Ring 13 befestigt ist. An dem Ring ist mit ihrem einen Ende die Spiralfeder 14 befestigt, deren anderes Ende mit dem am Tasterspindeltriiger 1 befestigten Halter 15 verbunden ist. An dem Ring 13 einerseits und der Tasterspindel 2 andererseits ist eine Zugfeder 16 befestigt.

Durch die Spiralfeder 14 wird der Ring 13 und damit der Hilfstaster 12, der der Bewegung des Tasters 3 folgt, so gedreht, daß der .Hilfstaster stets gegen das abzutastende Muster ausgedrückt wird. Wenn der Taster an das Muster herangefahren wird, müßte man beim Inbetriebsetzen der Maschine den Hilfstaster 12 erst einige Male um die Achse der Spindel 2 herumdrehen, bis die Spiralfeder 14 gespannt ist. Diese Arbeit ist aber nicht nötig, wenn man z. B. an der Muffe i_a eine Sperrklinke vorsieht, die erst geöffnet wird, wenn der Taster nahe genug am Muster ist. Das Öffnen dieser Sperrklinke kann sowohl von Hand als auch automatisch ausgeführt'werden. Dies ist z. B. dadurch mög-Hch. daß der Hilfstaster 12 das Werkstück etwas eher berührt als der Taster 3.

Der Hilfstaster wird dadurch etwas zurückgedrückt, und diese Bewegung kann für das Abheben der Sperrklinke verwendet werden.

Sobald der Taster dann nach rückwärts bewegt wird, d. h. das Muster wieder verläßt, fällt die Klinke wieder ein.

Durch die Feder 16 wird die Tasterspindel, solange sie nicht gegen das Muster angedrückt ist, etwas aus der Mittellage gezogen und dadurch einer oder zwei der vier Gegenkontakte 9 von der Tasterspindel mit dem oder den zugehörigen Hauptkontakten in Eingriff gebracht, wodurch die Magnetkupplungen für diejenige Hauptbewegung oder -bewegungen fies Vorschubs eingeschaltet werden, welche den Taster wieder an das Muster heranführen. Bei der Bewegung des Tasters 3 längs dos Umrisses des Musters wird nun, dadurch daß die Spiralfeder 14 den Hilfstaster dauernd gegen das Muster andrückt, der Ring 13 verdreht und damit auch die Richtung der auf die Tastcrspindel einwirkenden Federkraft 16 verändert und damit bei genügend groIier Verdrehung des Ringes die Tasterkontakte mit einem anderen TIauptkontakt oder Paar von Hauptkontaktcn in Eingriff gebracht. Bei der dargestellten Stellung ties 1 filfstastcrs werden beispielsweise <lie Kontakte Λ7Γ, d.h. die Kontakte für die Aufwärts- und Liuksbewegung, geschlossen. Diese Stellung würde bei der Bearbeitung eines .Musters mit kreisförmigem Umriß der Stellung! des Tasters und des Hilfstasters in Abb. 4 entsprechen. Durch die Feder 14, welche dem Ililfstaster genau gegenüberliegt, wird das linke Ende der Tastcrspindel nach unten verschwenkt und dadurch die Hauptbewegungen X und W eingeschaltet, wie aus Abb. 3 hervorgeht. Bei der Stellung IL ist der Ring mit der Feder 16 so weit verdreht, so daß die Federkraft in der Richtung von 45° nach rechts oben auf das Vorderende der Tasterspindel wirkt. Das hintere Ende der Tasterspindel wird also in Richtung 45⁰ nach links unten verschwenkt, und dadurch werden die Kontakte JT und W geschlossen. In Stellung III werden dementsprechend die Kontakte SO, in Stellung IV die Kontakte NO und in Stellung V wiederum die Kontakte XW geschlossen, so daß also bei nicht mit dem Muster in Berührung stehender Tasterspitze 3 immer die Kontakte für diejenigen Hauptbewegungen geschlossen sind, welche den Fräser und den Taster auf das Werkstück bzw. auf das Muster hinführen. Ohne weitere Erläuterungen dürfte nun auch verständlich sein, daß auch bei der Bearbeitung eines Umrisses gemäß Abb. 5 durch den Hilfstaster selbsttätig immer diejenigen Hauptbewegungen eingeschaltet werden, welche den Taster auf das Muster hinführen.

Die Ausführung nach Abb. 1 und 2 arbeitet so lange einwandfrei, als nicht zu scharfe Krümmungen zu bearbeiten sind. Bei sehr scharfen Krümmungen ist es dagegen erforderlich, die Umsteuerung nicht erst durch den in wenn auch kleinem Abstand dem Taster folgenden Hilfstaster erfolgen zu lassen, sondern hierbei muß sofort die Um- ! steuerung durch den Taster selbst eingeleitet werden. Dies kann beispielsweise in der in Abb. 6 und 7 dargestellten Weise bewerkstelligt werden.

Hierbei ist .die Tasterspitze nicht fest mit ¹⁽ der Tasterspindel verbunden, sondern an einer Hülse 17 befestigt, die mit einer exzentrischen Bohrung frei drehbar auf der Tasterspindel sitzt. Ein au der Hülse befestigter Fortsatz iS umfaßt die in einer Hülse 19 ic untergebrachte Feder 16. Die Hülse 19 ist um einen Bolzen 20 im Ring r3 schwenkbar gelagert, und da sie ferner S[MeI in der Bohrung 2t der Tasterspindel und in der Öffnung des Fortsatzes iS hat, werden die Bewegungen der Tasterspitze und der Tasterspindel beim Abtasten des Umrisses durch die Feder 16 und die Hülse 19 nicht behindert.

Beim Andrücken der Tasterspitze au das Muster weicht die exzentrische Hülse 17 n; diesem Druck so lange aus, bis, wie in Abb. 7 schematisch dargestellt ist, ihr kleinster Radius senkrecht auf der Umrißlinie steht. Hierbei wird durch den Fortsatz iN die Hülse 19 und der Ring 13 mitgenommen und da- 12c durch die Richtung der auf die Tasterspindel einwirken !en Federkraft so geändert, daß die

Claims

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Feder it> immer die Kontakte tür diejenigen Hauptbewegungen zu schließen sucht, durch die der Taster und das Werkzeug auf das Muster bzw. auf das Werkstück hingeführt werden.

Bei der Abänderung nach Abb. S und 0 ist die exzentrische Hülse 17. auf der bis zur Tasterspitze durchgehenden Tasterspindel in Kugellagern gelagert und mit dem Ring 13 durch ineinandergreifende Teleskopröhren 22,23 gekuppelt, in denen Federn 24 angeordnet sind, die die Teleskopröhren auseinanderzuschieben suchen. Die Röhren 22 sind am Ring 13 begrenzt schwenkbar gelagert und •5 mit etwas Spiel in den an der Hülse 17 befestigten Röhren 2T₁ geführt, um der Tasterspindel freie Beweglichkeit beim Abtasten des Musters zu ermöglichen. Auch bei dieser Ausführung weicht beim Andrücken des Tasters an das Muster die exzentrische Hülse 17 dem Druck so lange aus, bis der kleinste Radius senkrecht zur Umrißlinie steht. Hierbei wird wiederum der Ring 13 gedreht und damit die Richtung der Federbelastung der »5 Tasterspindel geändert.

Durch die Drehung der exzentrischen Hülse 17 bei den Ausführungsbeispielen : Abb. 6 bis 9 erfolgt lediglich· die !Ansteuerung der Vorschubrichtungen; dagegen wird durch ; sie nicht, wie bei der eingangs erwähnten j hydraulisch betriebenen Kopierfräsmaschine, auch der Antrieb ein- bzw. ausgeschaltet, i sondern dies geschieht durch die Verschwenkung der Tasterspiudel. Daher treten die nachteiligen Wirkungen der bekannten Kopierfräsmaschinensteuerung auch bei diesen Ausführungsbeispielen der Erfindung nicht auf.

Anstatt die Richtung der Federbelastung . zu verändern, kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß bei gleichbleibender Richtung der Federbelastung von dem Lenker die mit den Magnetkupplungen verbundeneu Hauptkontakte so verdreht werden, daß die' Tasterspindel unter der Einwirkung der Feder immer die Kontakte für diejenigen Hauptbewegungen zu schließen sucht, welche den Taster auf das Muster hinführen. Die Hauptkontakte sind hierbei auf einem gemeinsamen leicht drehbaren Kontaktträger angeordnet. der mit dem Lenker durch ein Rohr o. dgl. starr gekuppelt ist.

Ferner könnte die Umsteuerung auf die jeweils einzuschaltenden Hauptbewegungen auch durch l'mschaltung der Verbindungsleitungen zwischen den Hauptkontakten und den Magnetkuppluugen mittels des Lenkers unmittelbar oder über L^Tmschaltrelais bewerkstelligt worden.

P A ϊ Ε X T ANSrKl⁵CIIE: *°

ι. Steuerung für elektrisch betriebene Kopierfräsmaschinen für das 1 'mrißfräseii mit einem allseitig ausschwenkbaren Taster, bei der mittels einer auf dem Taster einseitig wirkenden. z.B. an einem Drehring befestigten Feder, welche den - mit vier Kontakten zur Steuerung ier -Motoren für die Bewegung zwischen Taster und Muster bzw. Werkzeug und Werkstück in den vier Hauptrichtungen versehenen Taster in Anlage mit entsprechenden in der Tasterfassung angeordneten Gegenkontakten hält, wodurch bis zur Kontaktörtnung durch das Muster die eine Annäherung zwischen Taster und Muster bzw. Werkzeug und Werkstück erzeugende Bewegung eingeschaltet ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) selbsttätig durch einen weiteren, in ständiger Berührung mit dem Muster gehaltenen Taster (Hilfstaster) einstellbar ist.
2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehring (13) mit dem an ihm achsenparallel zum Taster (2j befestigten Hilfstaster (12 in Abb. r und 2) durch eine Spiralfeder (14) in Anlage mit dem Muster gehalten wird.
3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entspannen der Spiralfeder (14) bei Xichtberühren des λϊ^ΐΟΓΞ durch eine Klinke verhindert wird.
4. Steuerung nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstaster (17 in Abb. 6 bis Q) drehbar und exzentrisch auf der nicht mehr mit dem Muster in Berührung stehenden Tasterspindel gelagert ist und sich beim Arbeiten so einstellt, daß der kleinste Exzenterradius rechtwinklig zur Umrißlinie des Musters steht.
5. Steuerung nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß auf dem durch den Hilfstaster bewegten Drehring (13) die Hauptkontakte angeordnet sind, während die einseitig auf die Tasterspiudel (2) wirkende Feder (16Ί an ihrem einen Ende an der Tasterfassung (1) befestigt ist.

fi. Steuerung nach Anspruch r bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh ring (13) als Schaltvorrichtung ausgebildet ist, die die Wrbindungsleitungen zwischen den 1 fauptkontakten und den Magneikuppltingen unmittelbar oiler über I'm-•■ehaltrelais vertauscht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

■ιεηΐ.ηί. gedruckt in der peichsdhickekm