DE975060C - Einrichtung zum Steuern von Werkzeugen an Nachformwerkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Steuern von Werkzeugen an Nachformwerkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern von Werkzeugen an Nachfo-rmwerkzeugmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen oder Schweißmaschinen, bei denen ein Abtastgerät die Bewegungsrichtung des Werkzeuges, dem ein Höhenabtaster zugeordnet ist, parallel zur Tangente im jeweiligen Abtastpunkt des Abtastgerätes mit der Arbeitsvorlage steuert, wobei eine Richtungsänderung der Tangente eine Drehung einer Welle bewirkt, die den Höhenabtaster in einem gleichbleibenden (z. B. rechten) Winkel zur Tangente hält.
• Eine derartige bekannte Einrichtung ist an einer schablonengesteuerten Maschine vorgesehen, bei welcher die Abtastung durch Laufrollen erfolgt, die an einer Schablone entlang laufen. Es ist auch bekannt, diese Laufrollen an einem Spurrad laufen zu lassen, das über ein Werkstück läuft. In Abhängigkeit von der mechanischen Schablonensteuerung oder Einstellung des Spurrades beim Verfolgen einer Kurve wird bei dieser bekannten Ausführung ein Steuerknopf gedreht und dadurch eine Drehung der Welle bewirkt, die zu dem Werkstück geführt ist. Das Werkzeug besteht aus einer Baugruppe, die einen Brenner und einen Höhenab taster in starrer Anordnung vereinigt und die mittels dieser Welle in einem bestimmten Winkel zur Schnittrichtung eingestellt wird. Die sich bei dieser Einstellung drehende Baugruppe, die das Werkzeug, Einstellmittel für das Werkzeug und den Höhenabtaster umfaßt, ist umfangreich und verhältnismäßig schwer, so daß in der Steuerung erhebliche Trägheiten entstehen, die besonders bei Maschinen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit und bei gekrümmten Arbeitsstrecken nachteilig sind, weil die Schwenkgeschwindigkeit der Baugruppe in erheblichem Maße von der Richtungsänderung der Tangente an der Musterform abhängt und bei Wendepunkten sehr groß sein kann. Die bei dieser bekannten Ausführung jeweils gleichzeitig mit dem Höhenabtaster erfolgende Drehung des Brenners kann bei einer außermittigen Stellung des Brenners zu seiner Achse zu einem Verlaufen der Schnittkante führen, wenn der Brenner lotrecht zur Schnittkante steht. Bei Richtungsänderungen der Tangente ergeben sich dabei Schleppkurven, so daß eine gewisse Ungenauigkeit in Kauf genommen werden muß.
• Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß die Drehung auf einen um den Brenner drehbaren Ring übertragen wird, an dem ein den Höhenabtaster tragender Arm befestigt ist. Dadurch wird eine genaue Höhensteuerung jeweils an einer definierten Stelle zur Werkzeugbewegungsrichtung bei geringstmöglichen Trägheitseinflüssen erreicht, so daß hohe Arbeitsgeschwindigkeiten bei großer Arbeitsgenauigkeit gefahren werden können. Der Brenner braucht bei dieser Ausführung nicht drehbar angeordnet zu werden, sondern kann starr vorgesehen sein.
• Ferner ist es bekannt, bei handgesteuerten Maschinen eine drehbare Welle vorzusehen, die zwischen einer Laufrolle und einem mit einem Zeiger ausgestatteten Brenner verläuft, der durch ein Handrad einstellbar ist. Der Zeiger soll dabei die Handradeinstellung erleichtern. Diese Maschinen gestatten keine hohe Arbeitsgeschwindigkeit.
• Die Erfindung wird an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigt Fig. i in räumlicher Darstellung die Anordnung und Steuerung des Brennwerkzeuges nach der Erfindung, Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung die Wege von Brennwerkzeug und Abtaster während des Brennens, Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Brennwerkzeug-Steuerwerkes gemäß Fig. i. In Fig. i ist i der Steuerarm einer selbsttätigen Bearbeitungsmaschine, die beispielsweise mittels Lichtabtastung einer Bearbeitungskurve oder -linie auf einem Dianegativ ein Brennwerkzeug 2 entsprechend der abgetasteten Kurve fortzubewegen vermag, wobei die lichtabgetastete Kurve im Verhältnis i : ioo und mehr abgebildet werden kann. Der Steuerarm i wird entsprechend der einen Komponente, beispielsweise entsprechend der Abszisse, der Brennwerkzeugbewegung fortbewegt, während die andere Komponente der Bewegung, beispielsweise diejenige entsprechend der Ordinate, durch einen Schlitten 3 am Arm i dem Brennwerkzeug 2 übermittelt wird. Am Schlitten 3 sitzt ein Gestänge q. für die Führung der Brennmittelschläuche 5 und der Zuleitung 6, wobei die Schläuche 5 zum Steuerteil 7 des Brenners 2 führen, der in bekannter Weise ausgebildet sein kann und in einfacher Weise durch die Schläuche 5 am Ausführen einer Drehung gehindert wird.
• Am Schlitten 3 sitzt drehbar eine Zahnstange 8, die ihre Bewegung über ein Kegelradpaar 9 von einer Steuerwelle io erhält, die sich mit der sogenannten Marschrichtungsgeschwindigkeit dreht. Führt z. B. das Brennwerkzeug 2 eine geradlinige Brennbewegung aus, so dreht sich die Welle io nicht, beschreibt das Brennwerkzeug :2 einen Kreisbogen um 9o°, so führt die Welle io eine solche Drehbewegung aus, daß in später zu erläuternder Weise ein Abtaster i i auf einem Kreis 12 auf der Werkzeugoberfläche einen Viertelkreis ausführt. Dadurch wird erreicht, daß der Abtaster i i, wie Fig.2 zeigt, sich immer neben dem Brennwerkzeug 2, in Vorschubrichtung X gesehen, befindet, derart, daß die durch eine gestrichelte Linie wiedergegebene Gerade 13, die durch den Abtastpunkt des Abtasters i i unter den Brennpunkt des Brenners 2 bestimmt wird, stets einen rechten oder sonstigen Winkel mit der Vorschubrichtung X bildet.
• Die Zahnstange 8 wird durch ein Ritzel 1¢ angetrieben, das über eine Welle 15 mit einem Schneckentrieb 16 in Verbindung steht. Dieser Schneckentrieb 16 kann entweder von Hand mittels des Handrades 17 oder über ein weiteres Vorgelege 18 von einem Motor i9 bewegt werden. Diese Einstellbewegung hat zur Folge, daß der Brenner 2 stets die gleiche der Dickenabmessung des zu brennenden Werkstücks angepaßte Brennhöhe D hat.
• Die Zahnstange 8 steht über ein Kuppelelement 2o mit einem Gehäuseteil 21 des Brennwerkzeuges 2 in mechanischer Verbindung, derart, daß das Brennwerkzeug 2 von der Zahnstange 8 gehalten wird, ohne an der Drehung der Zahnstange 8, die einen runden Querschnitt hat, teilnehmen zu müssen. Diese Drehung wird vielmehr über ein Zahnrad 22, das starr mit dem Kuppelelement 20 verbunden ist, über das Gegenrad 23, Welle 24., die im Lager 25 am Gehäuseteil 21 gelagert ist, und über Zahnrad 26 einem Zahnrad 27 auf dem Schaftteil 28 des Brennwerkzeuges 2 übermittelt, das mit einem Ring 29 gekuppelt ist, der seine Drehung über den Arm 3o dem bereits erwähnten Abtaster i i übermittelt, so daß dieser die bereits ebenfalls erläuterte Einstellbewegung entlang des Kreises 12 ausführt.
• Der Abtaster i i hat unten einen Fühler 31, der unter dem Einfluß seines Gewichts oder einer Feder auf der Oberfläche 12 des Werkstücks aufsitzt. Dieser Fühler 31 steht, wie Fig. 3 zeigt, mit einem Kontaktstück 32 in Verbindung, das eine elektrische Verbindung des Gleitkontaktes 33 entweder mit dem Kontakt 3q., und zwar bei Aufwärtsbewegung des Fühlers 31, oder mit dem Kontakt 35, bei dessen Abwärtsbewegung, herstellt. Der Kontakt 34 steht über den Gleitkontakt 29 a, der Kontakt 35 über den Gleitkontakt 29 b mit je einem Relais A, B in Verbindung, wobei die aus den beiden Relais bestehende Relaisgruppe über einen Gleichrichter 36 vom einen Pol 37 einer Wechselstromquelle gespeist wird.
• Vom Kontakt 33 führt eine Verbindungsleitung zum Unterbrecherkontakt 38, der dann unterbrochen wird, wenn der Abtastfühler 3 i über die Kante des Werkstücks hinweg oder in eine Aussparung desselben hineinfährt, so daß der Fühler plötzlich freigegeben wird. Vom Kontakt 38 führt eine Verbindungsleitung über den Gleitringkontakt 29c zum zweiten Pal 39 der bereits erwähnten Wechselstromquelle. Die Gleitringkontakte 29a, 29b, 29c sitzen am Ring 29 der Steueranordnung nach Fig. i, so daß der Abtaster i i eine Drehbewegung um mehr als 36o° ausführen kann.
• Spricht das Steuerrelais A an, so wird über seine Kontakte a i, a2 der Antriebsmotor 19 in der einen Drehrichtung a in Bewegung gesetzt, während beim Ansprechen des Relais B über die Kontakte b i, b:2 der Motor i9 in entgegengesetzter Richtung b in Drehung versetzt wird. Dies hat in der bereits zu Fig. i erläuterten Weise ein Heben oder Senken des Brennwerkzeuges 2 zur Folge, so daß der Brennabstand D auf gleichbleibender Höhe gehalten wird. Die Brennhöhe D kann dadurch verändert, z. B. der Dickenabmessung des Werkstücks angepaßt werden, daß der Abtastfühler 3 i über eine Verschraubung 4o mit demjenigen Teil des Abtasters verbunden ist, welcher die Kontakte 32 bis 35 und 38 trägt.
• Im Stromkreis des Relais A ist ein Höhenspindelkontakt 41, im Stromkreis des Relais B ein zweiter Höhenspindelkontakt 42 angeordnet, welche Kontakte jeweils von der Zahnstange 8 geöffnet zu werden vermögen, wenn diese eine oberste bzw. unterste Stellung erreicht. Dadurch wird eine Weiterverstellung in der bisherigen Richtung über die Maximalstellung hinaus verhindert, während eine Einstellung in entgegengesetzter Richtung durch den Motor i9 möglich ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Steuern von Werkzeugen an Nachformwerkzeugmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen oder Schweißmaschinen, bei denen ein Abtastgerät die Bewegungsrichtung des Werkzeuges, dem ein Höhenabtaster zugeordnet ist, parallel zur Tangente im jeweiligen Abtastpunkt des Abtastgerätes mit der Arbeitsvorlage steuert, wobei eine Richtungsänderung der Tangente eine Drehung einer Welle bewirkt, die den Höhenabtaster in einem gleichbleibenden (z. B. rechten) Winkel zur Tangente hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung auf einen um den Brenner (2) drehbaren Ring übertragen wird, an dem ein den Höhenabtaster (40) tragender Arm (30) befestigt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 201 483, 2i0 124, :251648, 36o093, 367657, 417236, 524144, 594998, 6oi 936, 684998, 709517, 75o682, 925 565; deutsches Gebrauchsmuster Nr. i 507 589; britische Patentschrift Nr. 474 992; USA.-Patentschriften Nr. 1 351 846, 2 o68 166, 2o87678.