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Umsteuerung der Bewegung des Fräser- 'und Taststiftträgers bei Kopierfräsmaschinen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine -Umsteuerung der Bewegung des Fräser-
und Taststiftträgers gegenüber dem Werkstück- und Musterträger in den Umkehrpunkten
bei Kopierfräsmaschinen, bei denen die Richtung dieser Bewegung abhängig ist von
der Ausschlagrichtung eines Handsteuerhebels. Erfindungsgemäß soll der Taststift
mit eindrückbaren Anschlagnasen versehen sein, .deren Eindrückbewegung über Servomotoren
auf eine selbsttätige Verstelleinrichtung des Handsteuerhebels übertragen wird.
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Es sind Kopierfräsmaschinen bekannt, bei denen die Fühlerspindel nach
allen Seiten beweglich und auch axial verschiebbar gelagert ist, so daß beim Abtasten
des Modells mehr oder weniger große Ausschläge der Fühlerspindel auftreten, wodurch
die Steuerung erfolgt. Das hat den Nachteil, daß durch das Ausschwenken des Tasters
dieser nicht mehr im Gleichtakt mit dem Fräser arbeitet, da eine Verzerrung, eintritt,
weil der mit dem Taster durch den Storchschnabel verbundene Fräser den Ausschlag
nicht mitmacht und daher in der durch die ausschlaglose Stellung des Tasters gegebenen
Lage weiterarbeitet.
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Umsteuervorrichtungen an Werkzeugmaschinen, bei denen der das Werkstück
tragende Tisch am Ende seines Hubes auf einen beweglichen Anschlag einwirkt und
dadurch die Umsteuerung des Tisches vornimmt, sind gleichfalls bekannt. Für Kopierfräsmaschinen
ist aber ein .derartiger Vorschlag noch nicht gemacht worden, insbesondere auch
nicht die Anordnung von Taststiften mit eindrückbaren Anschlagnasen.
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Gemäß der Erfindung ist weiter der Handsteuerhebel beim Verstellen
aus der einen Steuerstellung in die andere auf einem Bogen geführt, der quer zu
der durch die beiden Endstellungen des Handsteuerhebels gehenden Ebene liegt. Dadurch
wird der Fräser-und Taststiftträger gegenüber dem Werkstück- und Musterträger um
die Zeilenbreite verstellt. Die .dazu erforderliche Bogenführung
besteht
aus einer schwenkbaren Gabel, deren Hebellänge einstellbar ist, um die Höhe des
Kreisbogens ändern zu können.
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Schließlich ist auch noch die ganze Verstellvorrichtung des Handsteuerhebels
um die Mittelstellung drehbar, um sie und die Anschlagnasen der Zeilenrichtung anpassen
zu können.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Fig. i veranschaulicht eine Ansicht von vorn einer Kopierfräsmaschine
gemäß der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab den ortsfest gelagerten Taster mit
einer beispielsweisen Ausführungsform der Verstelleinrichtung.
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Fig.3 ist eine Ansicht von oben auf die Verstelleinrichtung.
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Die Kopierfräsmaschine besteht iin wesentlichen aus einem Gestell
i. das eine Führungsbahn 2 aufweist. Auf dieser Führungsbahn gleiten zwei Kreuzschlitten
3, .4 und 5, 6. An dem Ende des Oberschlittens a. des Kreuzschlittens 3, d. befindet
sich der ortsfest gelagerte Taststift 7. Der Oberschlitten 6 des anderen Kreuzschlittens
trägt das Fräswerkzeug B. Die Bewegung des Taststiftes 7 wird auf das Werkzeug 8
durch scherenartig wirkende Gelenkhebel und einen zweiarmigen Senkrechthebel rein
mechanisch übertragen. Das Hebelsystem greift einerseits an dem Oberschlitten ..l
und anderseits an dem Oberschlitten 6 an. Dadurch folgt das Werkzeug 8 jeder beliebigen
Bewegung des Taststiftes 7. Die senkrechte Bewegung des _I'aststiftes und damit
auch des Werkzeuges erfolgt durch ein gesondertes mechanisches Übertragungssvstem,
z.B.ein Hebelsvstem. Vor dem Gestell i befindet sich unter dem Taststift 7 ein nach
den Seiten und in der Höhe verstellbarer Tisch g, auf dein das Modell aufgeschraubt
wird. Der Tisch io, der _ebenfalls in ,der Höhe und nach den Seiten verstellbar
ist, trägt das Werkstück, das von dem Werkzeug 8 bearbeitet wird.
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Die Vorschubbewegung des durch hydraulische Mittel bewegten Taststiftes
wird durch die Bewegung des Handsteuerhebels i i, d. h. des einzigen Steuerhebels,
eingeleitet. Der Steuerhebel i i wirkt auf zwei Kreuzschleifen, durch deren Bewegung
Kolbengetriebe für den Kreuzschlitten 3.:I gesteuert werden. Die Steuerung ist derart,
daß jede Richtungsänderung des Steuerhebels aus seiner Mitte eine entsprechende
Richtungsänderung des Taststiftes 7 zwangsläufig zur Folge hat, d. h. wenn der um
einen Drehpunkt schwenkbare Steuerhebel i i beispielsweise nach links in einer bestimmten
Richtung geschwenkt wird, so führt der Taststift 7 dieselbe Richtung aus. Wird der
Steuerhebel i i "in einem Kreise bewegt, so führt auch der Taststift 7 eine @ entsprechende
Kreisbewegung aus. $ei senkrechter Stellung des Steuerhebels ist der Vorschub unterbrochen.
Bei einer Richtungsänderung der Bewegung ist es also erforderlich, den Steuerhebel
über die Mitte hinaus nach der anderen Seite zu schlagen. Man kann den Vorschub
auch dadurch unterbrechen, daB der Kraftabtrieb durch einen an dem Steuerhebel befindlichen
Handgriff ausgeschaltet wird, wodurch die Rückführung des Steuerhebels zur Mitte
nicht erforderlich ist.
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Um ein selbsttätiges Arbeiten der Maschine zu erreichen, wird der
ortsfest gelagerte Taststift mit einer Anschlageinrichtung versehen. Diese kann
beispielsweise aus einem doppelarmigen Hebel 1.2 bestehen, der um die Achse 13 drehbar
ist. Das eine Ende des Hebels 12 ist nach einer oder mehreren Seiten bis über den
Umfang des Taststiftes 7 heraus verlängert, so daß Nasen 14, hervorragen. Durch
Federn 15 wird dafür gesorgt, daß der Hebel 12 die Mittellage einnimmt. Durch die
Bewegung des Hebels 12 kann mit Hilfe eines Servomotors eine Verstellung des Steuerliebels
i i vorgenommen werden. In dem gezeichneten Beispiel dient als Servomotor eine elektrische
Übertragungseinrichtung. Zu diesem Zweck wird das freie Ende 12" des Hebels 12 mit
einem Kontaktschieber 16 verbunden, der elektrische Kontaktplättchen 17 aufweist.
An dem Steuerhebel i i greifen Elektromagnete 18, ig an, deren Magnetanker durch
Gelenkhebel 20, 21 mit dem Steuerliebel verbunden sind. Den elektrischen Kontaktplättchen
17 stehen Kontaktplättchen 22 gegenüber, die mit den Elektromagneten elektrisch
verbunden sind. Außerdem besteht eine elektrische Verbindung zwischen den beiden
Kontaktplättchen 17.
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Es ergibt sich folgende Wirkungsweise: Wenn sich der Taststift 7 in
der Richtung 23 bewegt und,die Nase 14" gegen die Wand 25 anschlägt, verschiebt
sich der Kontaktschieber 16 gegen das Kontaktplättchen 22Q. Dadurch wird der Stromkreis
für den elektrischen Magneten ig geschlossen und der Steuerhebel i i wird in die
Pfeilrichtung 26 gezogen. Da durch die oben erläuterte Steuerung zwischen dem Steuerhebel
i i und dem ortsfest gelagerten Taststift 7 der Taststift der Bewegungsrichtung
des Steuerhebels folgt, ist durch das Umschlagen des Steuerhebels i i nach der Pfeilrichtung
26 eine Umkehr des Taststiftes 7 erzielt. Schlägt umgekehrt die andere Nase i,4b
gegen die Wand 28, so wird der Stromkreis für den Elektromagneten 18 durch Berührung
der Kontakte 17 und 22b geschlossen, und der Steuerhebel i i wird in der entgegengesetzten
Richtung 27 selbsttätig verstellt. Sobald die Umkehrbewegong
vollendet
ist-, geht der Hebel 12 selbsttätig in die Mittellage zurück, wodurch die Stromkreise
für beide Elektromagneten geöffnet werden. Der Steuerhebel bleibt hierbei in der
Umschaltstellung, d. h. in der Ausschlaglage nach der einen oder anderen Richtung,
stehen, so, daß der Taster und damit auch das Werkzeug eine Vorschubbewegung ausführen.
Es sind also die Elektromagnete lediglich im Augenblick des Umschaltens unter Strom
und sonst stromlos. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der Steuerhebel und damit
die Gesamtsteuereinrichtung des ortsfesten Tasters trotz der Einrichtung zum selbsttätigen
Fahren jederzeit von Hand bedienbar ist. Die Vorschubbewegung kann damit durch die
Verstellung des Steuerhebels auf die Mitte jederzeit stillgesetzt werden.
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Damit beim Umschalten der Taster und damit das Werkzeug nicht auf
demselben Weg zurückfahren, sondern auf der nächsten Zeile, muß dem Taster während
des Umschaltens ein Quervorschub, erteilt werden. Zur Erzielung des Quervorschubs
ist es erforderlich, daß der Steuerhebel i i in einer senkrechten Richtung zu der
Umschaltbewegung verstellt wird. Die Linie 29, 30 (Fig. 3) der Steuerrose 31 des
Hebels i i stellt die neutrale Linie zu der Querbewegung dar, d. h. wenn der Hebel
i i längs der Linie 29, 30 von der einen nach der anderen Seite verstellt
wird, bewegt sich der Taster und damit das Werkzeug auf derselben Zeile hin und
her. Um den Zeilenvorschub zu bekommen, muß der Steuerhebel beispielsweise nach
der Richtung 32 bewegt werden. Beim Umschalten könnte man so vorgehen, daß man den
Hebel i i von 29 zunächst zur Mitte bewegt, alsdann ein Stück in Richtung 3z, wieder
zurück zur Mitte und von der Mitte in Richtung 3o. Die Bewegungsrichtung des Tasters
ist bei dieser Steuerbewegung um i8o° umgekehrt, und der Taster bewegt sich auf
einer reuen Zeile zurück. Dieselbe Wirkung erhält man, wenn der Steuerhebel auf
dem Bogen 33 bewegt wird. Um einen selbsttätigen Quervorschub zu erhalten, wird
der Steuerhebel entsprechend auf dem Bogen 33 geführt. Zu diesem Zweck umgreift
eine Gabel 34 den Steuerhebel i i, wobei die Gabel um den Zapfen 35 schwenkbar ist.
Die Gabel 34 wird hierbei so eingestellt, daß der Steuerhebel in die in Fig.3 gezeigte
Mittelstellung außer= halb der neutralen Linie 29, 30 zu stehen kommt und
an den Anschlagstellen der Steuerrose 31 wieder mit der neutralen Linie zusammentrifft.
Zur besseren Einstellung kann die Steuerrose in der Höhe der neutralen Linie Ausnehmungen
36 erhalten, in die der Steuerhebel einfällt. Durch eine Feder 37 wird dafür gesorgt,
daß der Hebel i i stets satt in der Gabel liegt. Der Zapfen 35 kann senkrecht zur
neutralen Linie mit Hilfe des Schiebers 38 verschoben werden. Dadurch wird ,dem
Hebel i i beim Verstellen von der einen nach der anderen Seite ein mehr oder weniger
großer Ausschlag in der Querrichtung gegeben. Man erhält auf diese Weise eine mehr
oder weniger große Zahlenbreite. Im Zusammenhang mit der in Fig. 2 erläuterten Einrichtung
wird-der Taster und damit der Eräser beim selbsttätigen Umschalten um einen mehr
oder weniger großen Weg quer verschoben, so daß das Fräsen nach der anderen Richtung
auf einer anderen Zeile erfolgt. Auf diese Weise kann das gesamte Modell Zeile für
Zeile selbsttätig abgefahren und nachgeformt werden; wobei eine völlige Gleichmäßigkeit
in der Zeilenbreite gewährleistet ist. Da infolge des fest angeordneten Taststiftes
ebenfalls eine sehr genaue, selbsttätige Umkehr erzielt wird, wird ein genaues und
gleichmäßiges Abtasten des Modells und Nachformen durch das feststehende Werkzeugerreicht.
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Um die Verstelleinrichtung der Zeilenrichtung anpassen zu können,
befinden sich die Elektromagneten 18, ig und die Gabel 34 mit ihren Führungen auf
einer Platte 39, die um die Mittelachse der Steuerrose 31 im Sinne des Pfeiles 4o
drehbar ist. Dadurch kann die neutrale Linie 29, 30 jede Winkelstellung einnehmen,
beispielsweise die Lage der gestrichelten Linie 41, 42. Die Folge hiervon ist, daß
die :abzufahrende Zeile .des Tasters und damit auch des Werkzeuges ebenfalls die
Richtung der gestrichelten Linie 41, 42 einnimmt, wobei die Umschaltung der Bewegungsrichtung
in derselben Weise erfolgt, wie oben erläutert ist. Zur Erleichterung der Einstellung
kann die gesamte Einrichtung 39 längs eines Teilringes verstellt werden. Entsprechend
können der Taststift und das Werkzeug längs einer Teilscheibe um denselben Winkel
verstellt werden.