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Vollautomatisch mit Meßeinrichtung arbeitende Schleifmaschine, insbesondere
zum Einstechschleifen Die Erfindung bezieht sich auf vollautomatische Rundschleifmaschinen,
insbesondere zum Einstechschleifen, bei denen die Zustellbewegung des Werkzeugschlittens
von einem Meß- und Steuergerät in Abhängigkeit vom Werkstückmaß gesteuert wird.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die zusätzlich
zu dem Werkzeugschlitten noch automatisch zu bewegenden Vorrichtungen und Vorgänge
beim Auswechseln der Werkstücke, also Werkstückzu- und -abführung, Werkstückein-und
-ausspannung, die Ein- und Ausfahrbewegung des Meßgerätes und die Wiedereinschaltung
des Arbeitsvorganges zwar in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerorgans für
die Umschaltung des Werkzeugschlittens, aber unabhängig von der tatsächlichen Bewegung,
d. h. Geschwindigkeit des Werkzeugschlittens,-zu steuern.
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Es sind Ausführungen von Steuerungen bekannt, bei dienen die Steuerung
der vorgenannten zusätzlich zu betätigenden Vorrichtungen unmittelbar, z. B. mittels
Nockensteuerung; Hebelverbindungen od. dgl., von der Bewegung des Werkzeugschlittens
abgeleitet wird. Das bedeutet, daß alle diese Vorrichtungen in ihrer Bewegung bzw.
ihrem Rhythmus von der Bewegung und Geschwindigkeit des Werkzeugschlittens abhängig
sind: Bei einer Änderung der Geschwindigkeit der Bewegung des Werkzeugschlittens
ändert sich gleichzeitig zwangläufig die Geschwindigkeit der Aufeinanderfolge und
zum Teil auch des Ablaufs sämtlicher abgeleiteter Bewegungen, was durchaus
unerwünscht
sein kann, falls z. B. wegen der Form, der Abmessungen und des Gewichtes des \Verkstückes,
der Massenträgheit von Teilen der Auswechselvorrichtungen, der geforderten gleichmäßigen
Ablaufgeschwindigkeit einzelner der genannten Bewegungen usw. eine bestimmte Zeitfolge
bzw. Zeitdauer für das Auswechseln eingehalten werden muß. Vom Bedienungsmann der
Maschine kann nicht erwartet werden, daß er die Folgen einer Änderung der Geschwindigkeit
des Werkzeugschlittens auf sämtliche nachgeschalteten bzw. von diesem abhängigen
Glieder übersieht. Bei einer direkten Ableitung der Bewegungen der übrigen zu steuernden
Einrichtungen vom Werkzeugschlitten ist es weiterhin notwendig, daß der Werkzeugschlitten
sich überhaupt bewegt, bevor andere Bewegungen von ihm abgeleitet werden können.
Das Bewegungsdiagramm für die verschiedenen Glieder der Auswechselvorrichtung verlangt
aber, däß deren Bewegungen während der Ruhelage der Schleifscheibe erfolgen. Wenn
nun der Werkzeugschlitten entgegen dieser Regel eine Zustellbewegung machen muß,
um von dieser Bewegung aus die Bewegungen der Glieder der Auswechselvorrichttfing
zu steuern, so'bestehtdieGefahr, daß die Schleifscheibe in Arbeitsstellung gelangt,
bevor die übrigen Bewegungen vollkommen beendet sind oder obwohl z. B. wegen einer
geringfügigen Störung in den Übertragungsgliedern der Werkstückwechselvorrichtung
ein neues Werkstück noch nicht fertig eingespannt ist. Wenn es erforderlich ist,
die Geschwindigkeit des Werkzeugschlittens zu ändern, so bleibt dies nicht ohne
vielleicht unerwünschte Einwirkung auf die Geschwindigkeit im Ablauf der zusätzlich
zu steuernden Vorgänge. Ist andererseits der Ablauf dieser Vorgänge zu beschleunigen
oder zu verzögern, so läßt sich das nicht ohne Änderung der Geschwindigkeit des
Werkzeugschlittens durchführen. Diese Betriebsunsicherheit kann eine Quelle von
Unfällen und Sachschäden sein.
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Es ist weiter eine Steuerung bekannt für eine . halbautomatische Längsschleifmaschine,
bei der ein erster Druckmittelkreislauf zur Versorgung der Werkstücktischbewegung
dient, während ein zweiter Druckmittelkreislauf einen Motor treibt zum Antrieb einer
Steuerwelle, von der aus mittels Unrundscheiben die verschiedenen Funktionen des
automatischen Ablaufs für die Zustellung der Schleifscheibe und Stillsetzen der
Maschine gesteuert werden. Bei dieser Ausführung sind ebenfalls alle Einzelbewegungen
infolge Ableitung von der Steuerwelle in gemeinsamem Rhythmus voneinander abhängig.
Eine Änderung der Geschwindigkeit eines Teiles ist nicht möglich ohne Einwirkung
auf die Geschwindigkeit eines anderen Teiles. Darin liegt ein Nachteil aller bisher
bekannten Konstruktionen dieser Art. Die Aufgabe lautet also, eine Steuerung zu
konstruieren, bei der die Steuerung der genannten zusätzlich zum Bewegungsrhythmus
des Werkzeugschlittens zu regelnder Bewegungen der Werkstückwechselvorrichtung zwar
in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerorgans für den Antrieb des Werkzeugschlittens,
aber unabhängig von der Bewegung oder der Geschwindigkeit des Werkzeugschlittens
erfolgt, derart also, daß die Geschwindigkeiten einerseits der Werkstückwechselvorrichtungen,
andererseits des Werkzeugschlittens unabhängig voneinander geregelt werden können.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung. Erfindungsgemäß
wird der Antrieb der zusätzlich zum` Werkzeugschlitten noch gesteuert zu bewegenden
Teile der Werkstückwechselvorrichtung durch einen Servomotor bewirkt, der im Arnschluß
an das Steuerorgan zum Umschalten der Bewegung des Werkzeugschlittens dem gesteuerten
Antrieb des Werkzeugschlittens parallel geschaltet ist, dessen Einflüsse auf die
verschiedenen an ihn angeschlossenen Steuerglieder aber durch an sich bekannte Vorrichtungen
gegenüber den Bewegungen des Werkzeugschlittens verzögert oder bevorzugt wirksam
werden. Es wird mit dieser Anordnung erreicht, daß die Steuerung der Werkstückwechselvorrichtung
zwar in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerorgans für die Umschaltung der Bewegung
des Werkzeugschlittens, aber unabhängig von der Bewegung des Werkzeugschlittens
erfolgt.
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Bei einer den vorgenannten Bedingungen entsprechenden Ausführung besteht
erfindungsgemäß der Servomotor aus einem hydraulisch angetriebenen Steuerkolben,
der im Anschluß an den Steuerhahn für das Umschalten der Zustellung und Zurückfahren
des Werkzeugschlittens parallel zu dem hydraulischen Antrieb des Werkzeugschlittens
an das Druckmittelnetz der Maschine angeschlossen ist. Von .diesem Steuerhahn gehen
zwei Leitungen aus, die abwechselnd Drucköl und Rücköl führen und sich beide in
Abzweige einerseits zum Steuerkolben und andererseits zum Antrieb des Werkzeugschlittens
teilen. In dem zum Antrieb des Werkzeugschlittens führenden Ab-. zweig der einen
Leitung, die beim Zustellen des Werkzeugschlittens unter Druck steht, ist ein von
der Stellung des Steuerkolbens abhängiger Sperrschieber eingebaut; in dem zum Steuerkolben
führenden Abzweig der anderen Leitung ist ein von Hand einstellbares Drosselorgan
angeordnet: Mit dem Drosselorgan wird die Geschwindigkeit des Ablaufs der Bewegungen
der Werkstückwechselvorrichtung geregelt, mit dem Sperrschieber wird der Zeitpunkt
bestimmt, in dem der Werkzeugschlitten nach Beendigung des Werkstückwechsels zugestellt
wird.
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Die einzelnen Glieder der Werkstückwechselvorrichtung machen vorzugsweise
hin und her gehende Bewegungen, wobei die Bewegung in der einen Richtung der Abfuhr
des fertigen Werkstückes-dient, die Bewegung in der anderen Richtung der Zufuhr
eines neuen Werkstückes in die Arbeitslage. Die Hinundherbewegungen dieser ETorrichtungsglieder
entsprechen den Hinundherbewegungen des Steuerkolbens. In der einen Umkehrlage des
Steuerkolbens wird ein hydraulischer Impuls gegeben zur Ausgabe einfies neuen
Werkstückes
aus dem Magazin und zur Umschaltung des Steuerorgans für die Zustellung des Werkzeugschlittens,
wobei aber die Zustellung nur vorbereitet, nicht durchgeführt wird: NachBeendigung
des Werkstückwechsels erfolgt dann. erst in der anderen Grenalage des Steuerkolbens
der Impuls für die Zustellbewegung selbst.
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Der Bewegungsablauf der einzelnen Glieder der Werkstückwechselvorrichtung
wird vom. Steuerkolben, mit dem diese Glieder zum Teil mechanisch über Zahrntriebe
und Steuerwelle gekuppelt sind, gesteuert. Dabei ist diese mechanische Kupplung
derart, daß die gewünschte Reihenfolge der Bewegungeni mit Sicherheit eingehalten
wird.
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Die mechanische Kupplung besteht: für die Ein, und Ausfahreinrichtung
der Meßvorrichtung und den Werkstückzubringerhebel darin, daß der Steuerkolben an
seinem einen Ende eine mit der Kolbenstange verbundene Zahnstange aufweist, die
mit einem auf einer Steuerwelle angeordneten Zahnrad zusammenwirkt. Auf der Steuerwelle
ist eine Scheibe befestigt, vorn der aus mittels Seilzug das Meßgerät zurückgezogen
wird. Das Vorfahren des Meßgerätes in. Meßstellung wird kraftschlüssig mit einer
Vorholfeder' bewirkt.
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Der zu hebende bz.w. zu senkende Zubringe@rluebel wird von einer ebenfalls
auf dieser Steuerwelle angeordneten Mitnehmerkupp:lung bewegt, die einen gewissem
Leerlauf zwischen Steuerwelle und Zubringerhebel zuläßt. Das andere Ende des Steuerkolbens
muß erst einen Leerweg machen, bevor es einen koaxial im Gehäuse des Servomotors
argeordneten weiteren Kolben steuert, der mittels Zahnstange, Zahnrad und einer
an der Reitstockspitze angeordneten Verzahnung deren Vor- und Zurückgehen regelt.
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Diese mechanische Kupplung stellt die bestimmte Reihenfolge der einzelnen
Steurvorgänge sicher in dem Sinne, daß bei Fertigmaß des Werkstückes zunächst der
Werkzeugschlitten und das Meßgerät zurückfahren; dann, erst die Reitstockspitze
zurückfährt und das fertigbearbeitete Werkstück freigibt, worauf der Werkstückzubringer
das fertige Werkstück herausschwenkt. Sobald; dieses aus dem Aufnahmeglied des Zubringerhebels
herausgefallen und über eine Rutsche einem Sammelbehälter zugeführt ist, d. h. in
Umkehrstellung des Steuerkolbens, wird der Impuls zur Abgabe eines neuen Werkstückes
aus dem Magazin und zur Umschaltung für ein neues Arbeitsspiel gegebent. Der Steuerkolben
bewegt sich in entgegengesetzter Richtung, der .Zubringerhebel bringt das neue Werkstück
in Arbeits luge, die Reitstockspitze fährt vor, ebenfalls kommt das Meßgerät wieder
in Wirkstellung, und schließlich beginnt die Zustellung der dhleifsaheibe. Wesentlich
dabei ist, daß die Vorwärtsbewegung der Schleifscheibe durch das hydraulische Druckmittel
nur in der Spannstellung der Reitstockspitzen freigegeben wird., was dadurch erreicht
wird, daß in die Druckmittelzuleitung zum. Antrieb des Werkzeugschlittens ein. Sperrschieber
gelegt ist, der von dem die Reitstockspitze bewegenden Teil des Steuerkolbens so
gesteuert wird, daß er den Öldurchla,B nur in der Spannstellung freigibt. Damit
wird sichergestellt, daß sich der Werkzeugschlitten nicht in Arbeitsstellung bewegen
kann, solange das Werkstück nicht eingespannt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung entsprechend der Erfindung
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Das Schema zeigt die Einrichtung im
Zustand Schleifern. Die in der Beschreibung gebrauchtenHinweise auf die räumliche
Anordnung einzelner Teile, wie vordere, unteren, oben u. dgl., beziehen sich nur
auf die Erläuterung in der Zeichnung. Im in der Zeichnung dargestellten Zustand
befinden sich der Schleifsupport; die Reitstockspitze und, der Meßkopf in ihrer
vorderen, die Zubringereinrichtung in ihrer unteren Stellung. Mit i ist der Steuerhahn
bezeichnet, welcher die Bewegung des Schleifsupports steuert. Durch diesen Steuerhahn;
strömt das von derLeitung 2 kommende Drucköl über die Leitung 3 und den Sperrschieber4
in den Supportzylinder 5, durch dessen Kolben 6 der Schleifsupport 7 nach vorn in
Scihleifsteltung geschoben wird. Gleichzeitig strömt Drucköl durch die Leitung 8
in den Zylinderraum 9 und schiebt den Kolben io in seine untere Endstellung. Die
Fortsetzung des Kolbens io bildet, mit diesem fest verbunden, eine Kolbenstange,
an deren Ende sich eine Verzahnung i i befindet, die über ein Zahnrad 12 in Verbindung
mit einer Steuerwelle 13 steht, derart, da.ß bei einer Hinundberbewegung des Kolbens.
io dieser die Steuerwelle 13 jeweils in. dem einen oder anderen Sinne verdreht.
Von der Steuerwelle aus wird der Meßkopf 1q., beispielsweise über den Seilzug 15,
um den Drehpunkt 16 vor- und zurückgeschwenkt, wobei der Kraftsahlu.ß während der
Vorwärtsbewegung durch die Feder 17 sichergestellt ist.
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Des. weiteren wird der unter Wirkung einer Feder 18 stehende Zubringerhebel
i9 mit dein Werkstück 2o gesenkt bzw. gehaben. Hierbei wird durch einen entsprechend
ausgebildeten Mitnebmer 21 in Verbindung mit einer Aussparung 22 am Zubringerhebel
i9 die gegenüber der Meßkapfbewegang erforderliche Nacheilung erzielt.
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Die Reitstockspitze 23 wird in bekannter Weise durch eine Feder 24
gegen das Werkstück gedrückt. Sie ist auf ihrer Unterseite mit einer Verzahnung
25 versehen, die über ein Zahnrad' 26 mit der Verzahnung 27 des Kolbens 28 in Verbindung
steht, der gle,icha,dhsig mit dem Kalben io im Verschiebezylinder geführt ist. Zwischen
den Stirnflächen der beiden Kolben 28 und io ist in der dargestellten Stellung ein
Spielraum 29 vorgesehen,, welcher bewirkt, daß bei der Bewegung des Kolbens, io
nach oben dieser erst einen gewissen Weg, nämlich den Spielraum 29, zurücklegen
muß, bis er den Kolben 28 verschieben und damit über den Zahntrieb 27,-26; 25 die
Reitstockpinole 23 entgegen. der Feder 24 zurückbringen kann. Da bei Beginn der
Bewegung des Kolbens io nach oben die Steuerwelle 13 über denn Zahntrieb i i, 12
sofort in Bewegung gesetzt wird, erfolgt über den Seilzug 15 sofort das Zurückziehen
des Meßkopfes 1q.; hierauf nach Zurücklegen des Spielraums 29 das Zurückziehen der
Reitstockpinole
23, wie oben beschrieben, und, infolge des Spiels. zwischen Mitnehmer 2r und: Ausspareng22
des, Zubringers 1g das Ausschwenken, des fertiggeschliffenen Werkstückes.
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Der Sperrschieber 4- steht in: der gezeichneten. Lage über, die Leitung
3o Bund die Ringnut 31 des Kolbens 28 in Verbindung mit dem Raum g des Verschiebezylinders
und damit unter Wirkung des Druckdis,, welches den Schieber 4 entgegent der Wirkung
der Feder 32 so weit verschoben, hat, daß das aus der Leitung 3 kommende Drucköl
über die Ringnut 33 ungehindert zum, Supportzylinder 5 strömen kann. Daraus folgt,
daß die Vorwärtsbewegung des Schleifsupports 7 also erst erfolgen kann, wenn, die
Reitstockspitze 23 ihre gezeichnete Spannstellung eingenommen hat, weil erst in
diesec Stellung der Ringkanal 31 des Kolbens 28 über die Leitung 3o Drucköl auf
den Kolben 4 strömen läßt.
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Ist nach Beendigung des Schleifvorganges das Fertigmaß des Werkstückes
erreicht, so schaltet der Meßkapf 14 über den Winkelhebel 34 und: das Kotur taktpaar
35 den Stromkreis zum Zugmagneten 36 ein. Der Zugmagnet 36 zieht an und bewegt den
Schieber 37 entgegen der Feder 38 nach oben-, so daß Drucköl aus der Leitung 39
über den Ringkanal 4o des, Schiebers 37 und die Leitung 41 auf die untere Seite
des Abschaltkolbens 42 gelangen kann. Hierauf wird der, Abschaltkolben 42 nach:
obern bewegt und dadurch der Steuerh ahn- 1 in seine irr Fig. 2 dargestellte Lage
gedreht. Das. durch die Leitung :2 zum Steuerhahn i strömende Drucköl gelangt jetzt
durch die Leitung 43 über den Supportkolben 6 und bewegt diesen, und damit den!
Schleifsupport? vom Werkstück weg. Hierbei kann das auf der Rückseite des Kolbens
i 6 befindliche Öl über das Ventil 44 in die Rückölleitung 45 abfließen. Der Schleifsupport
wird also unabhängig von, der Stellung der Reitstockspitze in Abhängigkeit von dem
dasWerkstück 2o abtas.tende@nMeßkopf 14 rückwärts bewegt: Gleichzeitig fließt Drucköl
über die Drossel 46 (Hahnstellung, Fig. 2) unter den Verschiebekolben 1o, bewegt
diesen nach oben und verdreht dadurch über den Zahntrieb 11, 12 die Steuerwelle
13. Mit Hilfe der Drossel 46 ist es möglich, die Bewegungen des Supportkolbens 6
und des Verschiebekolbens 1o aufeinander' abzustimmen. Die Drehung der Steuerwelle
13 veranlaßt das Zurückschwenkern des Meßkopfes 14 über den Seilzug 15 um den Drehpunkt
16. Nach überbTücken des Leerwegs 29 stößt der Verschiebekolben 1o, gegen den Kolben
28 und veranlaßt hierdurch über den Zahntrieb 27, 26, z5 das Zurückziehen der Reitstockspitze.
Des weiteren schwenkt nach Überbrücken des Leerwegs zwischen Mitnehmer 21 und. Zubringer
19@ dieser mit dem fertiggeschliffenen Werkstück 2o nach oben, wobei letzteres über
eine nicht dargestellte Abfallrinne ausgestoßen wird.
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In der oberen Stellung des Kolbens 1o gibt der mit diesem verbundene
Ringkanal 47 den Steuerkanal 48 frei. Dadurch gelangt das unter dem Kolben: 1o befindliche
Drucköl über Leitung 49 unter den Kolben 5o, durch welchen das Werkstückmagazin
51 um eine Teilung weitergeschaltet wird. Gleichzeitig gelangt das Drucköl über
die Leitungen; 49 und 52 über den Absahaltkolben; 42, wobei dieser, wieder, nach
unten bewegt wird. Das unter dem Abschaltkolbenr42 befindliche Öl kann über Leitung
41 und Ringkanal 4o in die Rückölleitung 53 austreten, -weil beim Zurückschwenken:
des Meßkopfes, 14 um den Drehpunkt 16 durch Unterbrechern des Stromkreises an der
Kontaktbrücke 54 der Magnet 36 stromlos wird, wodurch die Feder 38 den Schieber
37 wieder in die gezeichnete Endstellung bewegt und damit über den Ringkanal 4o
die Verbindung zwischen; Leitung 41 und Rückölleitung 53 hergestellt ist.