-
Kopierfräsmaschine zum Umrißfräsen Für Kopierfräsmaschinen mit einer
in allen Richtungen schwenkbaren Fühlerspindel ist bereits vorgeschlagen worden,
bei der Herstellung des Werkstücks eine mehrmalige Spanabnahme dadurch zu ermöglichen,
daß die Tiefe des Eindringens des Fühlers in Vertiefungen des Modells und des Werkzeuges
in das Werkstück durch einen auf die gewünschte Schnittiefe einstellbaren. Anschlag
begrenzt wird, der nach Ausführung eines vollständigen, in Zeilen erfolgenden Schnittes
von Hand oder selbsttätig um die Stärke des beim nächsten Schnitt abzunehmenden
Spanes verstellt wird.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, auch beim Umrißfräsen mit einer
mehrmaligen Spanabnahme in der Tiefenrichtung, d.h. in der Längsrichtung des Fräsers,
arbeiten zu können. Zu diesem Zweck wird ein von Hand oder von einem mit dem Umriß
des Musters in ständiger Berührung gehaltenen Hilfsfühlfinger gedrehter Sektorwähler
verwendet, wodurch bei der Bewegung des Fühlfingers längs des Umrisses derartige
Umsteuerungen vorgenommen werden, daß bei nicht mit dem Muster in Berührung stehendem
Fühlfinger immer die Bewegung eingeschaltet ist, die den Fühlfinger und das Werkzeug
in Richtung auf das- Muster bzw. auf das werkstück hinführen-, so daß der Fühler
und das Werkzeug selbsttätig um den Umriß des Musters bzw. des Werkstücks herumgeführt
werden. Erfindungsgemäß ist mit dem Sektorwähler eine Kontaktvorrichtung gekuppelt,
die nach einer Umdrehung des Sektorwählers eine Verstelleinrichtung einschaltet,
die einen an sich bekannten, auf die gewünschte Schnitttiefe einstellbaren Anschlag
um die Stärke des beim nächsten Schnitt abzunjehmendenSpanes verstellt.
In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel. der Erfindung dargestellt, bei dem zur
selbsttätigen Umsteuerung der Hauptbewegungen beim Umrißfräsen ein Hilfsfühlfinger
verwendet wird und bei dem ein Wahlschalter verwendet wird. der außer den Stellungen
I bis V für hier nicht interessierende Arbeitsvorgänge noch zwei weitere Stellungen
VI und VII für Unirißfräsen und Umrißfräsen mit selbsttätiger Tiefensteuerung besitzt.
-
In Abb. i ist ein Schaltungsbeispiel dargestellt. In Abb. 2 ist ein
Längsschnitt durch den Fühlfinger mit Hilfsfühlfinger dargestellt. Abb. 3 zeigt
die Kontaktanordnung, des Fühl-Abb. 4 ist eine Erläuterungsskizze zur Erklärung
der Wirkungsweise des Hilfsfühlfingers. In Abb. 5 ist die Schaltung der vom Fühlfinger
betätigten Kontakte und der von diesen gesteuerten Relais dargestellt. Abb. 6 zeigt
die Einrichtung zur Begrenzung der Tiefenbewegung Der Gesamtaufbau der Maschine
ist nicht dargestellt, da dies für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich
ist. Die Konstruktion kann beispielsweise so sein, daß der Fühlfinger und das Werkzeug
mit seinem Antriebsmotor auf einem in horizontaler Richtung verfahrbaren Support
gelagert sind, während das Muster und das Werkstück auf einem in vertikaler Richtung
beweglichen Support angebracht sind, der seinerseits von einem in der Tiefenrichtung,
also in der Längsrichtung des Fräsers, bewegbaren Support getragen wird. Die in
Fig. 6 schematisch dargestellte Einrichtung zur Begrenzung dieser Tiefenbewegung
besteht ans dem auf dem Maschinenhett gelagerten beweglichen Anschlag A, der mittels
eines Handrades von Hand einstellbar ist oder unabhängig hiervon mittels einer aus
dem Magneten 27 und der Schaltklinke 44 bestehenden Verstelleinrichtun 'g
selbsttätig schrittweise fortschaltbar ist, und einem Endschalter 34, der mit einem
am Support für die Tiefenbewegung befestigten Anschlag ,
C I'
» zusammenwirkt. Der Endschalter 34 is t im Stromkreis des Antriebsmotors
dieses Supportes angeordnet, und der Abstand zwischen dem Betätigungsglied dieses
Endschalters und dem Anschlag 36 bestimmt den Weg, um den der Support in Richtung
auf das Muster zu bewegt werden kann. Der Abstand zwischen dem Vorderende des beweglichen
Anschlags A und dein durch das Handrad 43 einstellbaren Endschalter 35 stellt die
sich aus den einzelnen Spanabnahmen zusammensetzende Gesamtschnitliefe dar, bei
deren Erreichen der gesamte Maschinenantrieb abgeschaltet wird.
-
Der Fühlfinger für das Umrißfräsen besteht gemäß Abb. 2 aus einer
die Fühlerspitze 53 tragenden Spindel 52, die mittels eines Kugelpfannenlagers
54 in einer Fassung 51 derart gelagert ist, daß sie sowohl nach allen Richtungen
schwingen als sich auch in ihrer Längsrichtung verschieben kann. Die übliche Gewichtsausgleicheinrichtung
ist mit 55 bezeichnet.
-
Das hintere Ende 56 der Fühlerspindel liegt mittels eines an ihr vorgesehenen
Bundes 57 innerhalb eines ringförmigen Kontaktträgers 58. An diesem befinden sich
um 9o° zueinander versetzt vier Kontakte 69 bis 72, an die die Relais
17, 18 und 73, 74 (Abb. 5) angeschlossen sind. Von dem verjüngten Ende 61 der Fühlerspindel
werden die Kontakte 75 und 76 und die Relais I9 und Io (Abb. 5) für die Tiefensteuerungen
gesteuert.
-
Die Fühlfingeranordnung ist an ihrem vorderen Ende mit einem Lenker
versehen, der als Hilfsfühlfinger 62 ausgebildet ist, der an einem im Fühllingerträger
51 leicht beweglich gelagerten Ring 63 befestigt ist. An dem Ring ist mit ihrem
einen Ende die Spiralfeder 64 befestigt, deren anderes Ende mit dem am Fühlfingerträger
5 1 befestigten Halter 65 verbunden ist. An dem Ring 63 einerseits
und der Fühlerspindel 52 andererseits ist eine Zugfeder 66 befestigt. Durch
die Spiralfeder 64 wird der Ring 63 und damit der Hilfsfühlfinger 62, der
der Bewegung der Fühlerspitze 53 folgt, so gedreht, daß der Hilfsfühlfinger stets
gegen das abzutastende Modell angedrückt wird. Durch die Feder 66 wird die Fühlerspindel,
solange sie nicht gegen das Muster angedrückt ist, etwas aus der Mittellage gezogen
und dadurch einer oder zwei der vier Kontakte an der Fühlerspindel mit dem oder
den zugehörigen Gegenkontakten 69 bis 72 in Eingriff gebracht, wodurch
die Steuerrelais für diejenige Hauptbewegung oder bewegungen des Vorschubs eingeschaltet
werden, welche den Fühler wieder an das Muster heranführen. -Bei der Bewegung der
Fühlerspitze 53 längs des Umrisses des Musters wird nun dadurch, daß die i Spiralfeder
64 den Hilfsfühlfinger dauernd gegen das Muster andrückt, der Ring 63 verdreht und
damit auch die Richtung der auf die Fühlerspindel einwirkenden Federkraft 66 verändert
und damit bei genügend großer t
Verdrehung des Ringes die Fühlerkontakte mit
einem anderen Gegenkontakt oder Paar von Gegenkontakten in Eingriff gebracht. Bei
der dargestellten Stellung des Hilfsfühlers werden beispielsweise die KontakteN0,
d.h. t
die Kontakte für die Aufwärts- und Rechts-1),ewegung, geschlossen.
Diese Stellung würde bei der Bearbeitung eines Musters mit kreisförmigem Umriß der
Stellung I des Fühlers und des Hilfsfühlers in Abb.4 entsprechen. i# Durch die Fed-er64,
welche dem Hilfsfühler ,genau gegenüberliegt, wird das linke Ende
der
Fühlerspindel nach unten verschwenkt und dadurch die Hauptbewegungen N und 0 eingeschaltet,
wie aus Abb. 3 hervorgeht. Bei der Stellung II ist der Rin-- mit der Feder 66 so
weit verdreht, daß die Federkraft in der Richtung von 45 nach rechts oben auf das
Vorderende der Fühlerspindel wirkt. Das hintere Ende der Fühlerspindel wird also
in Richtung 45' nach links -unten verschwenkt, und dadurch werden die Kontakte
S und 0
geschlossen. In Stellung 111 werden dementsprechend die Kontakte
SW, in Stellung IV die Kontakte NW und in Stel lung V wiede rum die Kontakte NO
geschlossen, so daß also bei nicht mit dem Muster in Berührung stehender Fühlerspitze
53 immer die Kontakte für diejenigen Hauptbewegungen geschlossen sind, welche den
Fräser und den Fühler auf das Werkstück bzw. auf das Muster hinführen.
-
Auf dem die Feder tragenden Teil des vom Hilfsfühlfinger gedrehten
Ring ' es 63 und dem am Ring 63 angesetzten Arm des Hilfsfühlfingers ist eine Kontaktvorrichtung
77 all- -t' "e bracht, die aus einem Ring aus Isoliermaterial besteht, in den ein
über den ganzen Umfang des Ringes sich erstreckender Schleifring 79 ein
' gelassen ist, dem von der Klemme 78 Strom zugeführt wird. Mit dem
Schleifring 79 ist ein seitlich von ihm befindliches kleines Kontaktstück verbunden,
das bei jeder vollständigen Umdrehung des Ringes 63 mit einer 'Kontaktbürste
Kontakt macht, die mit der Klemme 8o verbunden ist. Es wird also nur bei einer vollständigen
Umdrehung des Ringes 63 und damit der Fühlerspindel ein Stromkreis
von der Klemme 78 über die Kontaktvorrichtung 77 zu der Klemme 8o hergestellt.
-
An Stelle des Hilfsfühlfingers kann auch ein in an sich bekannter
Weise von Hand verstellbarer Sektorwähler vorgesehen sein, durch den jeweils nach
Fräsen eines Viertelkreises die Richtung der Federkraft auf die Fühlerspindel verändert
wird. -Der Sektorwähler kann auch in Abhängigkeit von den 'Bewegungen des Hilfsfühlfingers
durch einen Hilfsmotor verdreht werden, wobei zwischen dem Hilfsmotor und der Kontaktvorrichtung
77 ein Übersetzungsgetriebe zwischengeschaltet sein kann, durch das die Kontaktvorrichtung
so verdreht wird, daß sie erst nach mehr als einer vollständigen Umdrehung der Fühlerspindel
Kontakt macht, damit auch bei Umrissen, die stark von der Kreisform abweichen, -die
Kontaktgabe an der Kontaktvorrichtung erst dann mit Sicherheit erfolgt, wenn der
Fühler den ganzen Umriß abgetastet hat, In Abb. i ist, mit --5 der Wahlschalter
zur Einstellung der verschiedenen Arbeitsvorgänge bezeichnet. Mit 4 ist der Motor
für die horizontale, mit 6 der Motor für die vertikale Vorschubbewegung bezeichnet,
während 5 der Motor für die Tiefenbewegung ist.
-
C 1'? 7 ist der Fräsmotor mit seinen Regeleinrichtungen. Die
Motoren werden über die Sammelschienen P und N von dem Generator 3 gespeist, der
von dem Drehstrommotor 2 angetrieben wird. Der Drehstrommotor 2 wird über den mit
einer Haltespule i versehenen Hauptschalter aus dein Drehstromnetz gespeist.
-
Für das Umrißfräsen wird der in Abb. 2 dargestellte Fühler mit Hilfsfühlfinger
aufgesetzt. und mittels :eines nicht dargestellten Handsteuerschalters bei Stellung
III des Walilschalters 25 der Fühlfinger bis dicht an das Muster herangefahren,
ungefähr bis in Stellung I in Abb.4. Der Wahlschalter25 wird darauf in die Stellung
VII und der Steuerschalter I6 in die Stellung I gebracht. Da der Fühlfinger mit
dem Muster nicht in Berührung steht -, ist der Kontakt 75 geschlossen und
das Relais Io (Abb. 5) erregt. Das Schütz 12 (Abb. i) wird infolgedessen erregt
und schaltet den Motor 5 in solcher Richtung ein, daß der das Muster und das Werkstück-
tragende Support für die Tiefenbewegung auf den Fühlfinger bzw. das Werkstück- zu
bewegt wird, bis der Anschlag 36 am Support den Endschalter 34 betätigt und dadurch
die Stromkreise für das Schütz 12 und den Motor 5 unterbrochen werden. Gleichzeitig
werden, da vom Fühlfinger in Stellung I (Abb. 4) die Kontakte 72 und 69 schlossen
sind, die Relais 73 und 17 erregt (Abb. 5).' über den Kontakt 73 a,
und den Ruhekontakt 9 r, wird das Schütz 8 eingeschaltet, das den Motor 4 in solchem
Drehsinn einschaltet, daß der Support mit dem Fühlfinger und dem Fräser nach rechts,
also auf das Muster bzw. das Werkstück zu, bewegt wird.. über den Kontakt 17 a,
und den Ruhekontakt 15 r, wird das Schütz 14 erregt, das den Motor 6 für
den das Werkstück und das Muster in vertikaler Richtung bewegenden Support in solchem
Drehsinn einschaltet, daß der Support nach unten verfahren wird. Es ergibt sich
also eine resultierende relative Bewegung des Fühlers und Fräsers schräg nach oben
auf -das Muster bzw. das Werkstück zu. Wann der Fühlfinger mit dem Werkstücl,- in
Berührung kommt, wird er in solcher Richtung abgelenkt, daß zunächst der Kontakt72
unterbrochen und der Kontakt 69 allein geschlossen gehalten wird, und infolgedessen
findet nur noch ein Verfahren des Musters und des Werlz-stücks nach unten statt,
so daß der Fühler wieder vom Muster freikommt. Dann wird wieder der Kontakt
72 geschlossen, und der Fühlfinger wid da." Muster bewegen sich wieder in
einer schräg nach aufwärts verlaufenden resultierendeil
Vorschubbewegung
aufeinander zu. In Stellung 11 (Abb. 4) ist, wie bereits oben erläutert wurde, durch
den Hilfsfühlfinger der Ring 63 mit der Feder 66 so weit verdreht worden, daß bei
nicht mit dem Muster in Berührung stellendem Fühlfinger die Kontakte 7o und 72 geschlossen
sind und infolgedessen die Relais I8 und 73 erregt sind. Hierdurch wird der Motor
4 wiederum im selben Drehsinn wie vorher eingeschaltet-, dagegen wird der Motor
6 nun im umgekehrten Drehsinn eingeschaltet, so daß er also den Support mit dem
Muster und dem Werkstück nach oben bewegt. Die resultierende Vorschubbewegung verläuft
jetzt also schräg nach rechts unten auf das Werkstück zu.
-
Wenn auf diese Weise der Fühltinger und das Werkzeug das Muster ganz
umfahren haben, wird über die dann Kontakt machende Kontaktvorrichtung 7,- ein Stromkreis
c- cschlossen, der von der Sammelschiene N über die Klemme -8, die Kontaktvorrichtung
7,7, die Klemme 8o, den Kontakt 28 des Wahlschalters 25 und das entsprechende Segment
in Stellung VI des Wahlschalters über den Kontakt , des Wahlschalters zum Relais
22 Und zur Sammelschiene P verläuft. Das Relais 22 wird erreg -t, und durch Öffnen
seines Kontaktes 22 r im Stromkreis der Haltespule i i des Hauptschalters wird dieser
und damit der gesamte Antrieb ausgeschaltet und stillgesetzt. In der Stellung Umrißfräsen
wird also auf die beschriebene Weise die Stillsetzung der Maschine nach einmaligem
Umfahren des Musters herbeigeführt.
-
Wenn nach einmaligem Umfahren des Musters keine Abschaltung, sondern.
der Vorschub in der Tiefenrichtung um die Stärke des beim nächsten Schnitte abzunehmenden
Spanes selbsttätig erfolgen soll, so wird der Wahlschalter auf die Stellung VII
ein 'gestellt. In dieser Stellung wird ', wenn, die Kontaktvorrichtung 77 nach vollständigem
Umfahren des Modells Kontakt gibt, ein Stromkreis geschlossen, der von der Sammelschiene
N über die Kontaktvorrichtung. den Kontakt 28 düs Wahlschalters und das entsprechende
Seg-
ment in Stellung VII sowie über den Kontakt 26 des Wahlschalters zum
Magneten 27 und nach der Sammelschiene P verläuft. Der Magnet 27 wird erregt und
schaltet den beweglichen Anschlag A um die Tiefe des beim nächsten Schnitt abzunehmenden
Spanes 36 weiter, so daß der Endschalter 34 wieder geschlossen und der Motor 5 in
solcher Richtung eingeschaltet wird, daß der Support mit dem Muster und dem Werkstück
sich auf den Fühlfinger und den Fräser zu bewegt.
-
Wenn der Fühlfinger beim Umrißfräsen auf eine Stellung des Musters
trifft, die weniger tief liegt -als die eingestellte Schnitttiefe, so wird die Fühlerspindel
zurückgedrückt und der Kontakt 75 geöffnet und der Kontakt 76 geschlossen. Infolgedessen
wird das Relais I9 erregt und das Relais Io zum Abfallen gebracht. Über den Ruhekontakt
Io wird darauf das Schütz 13 eingeschaltet, welches den Motor 5 im entgegengesetztal
Drehsinn wie vorher einschaltet, so daß also das Werkstück und das Muster vom Fühler
und Fräser wegbewegt werden.