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Programmsteuerung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Fräsmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Programmsteuerung für Werkzeugmaschinen, insbesondere
Fräsmaschinen, bei der Tisch- oder Schlittenanschläge das schrittweise Weiterschalten
eines Schaltwerkes (Impulsgebers) bewirken, dessen Impulse in einem auswechselbaren
Verteilerblock auf die der gewünschten Arbeitsfolge der Maschine entsprechenden
Steuereinrichtungen verteilt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Programmsteuerungen,
die bisher vorzugsweise mit elektrischen Impulsen arbeiten, eineDruckflüssigkeit
als Impulsübermittler zu verwenden.
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Zu diesem Zweck besteht die Erfindung allgemein darin, daß der Impulsgeber
ein Drehschieber ist, dessen Kanäle mit parallel zueinander angeordneten Kanälen
des Verteilerblocks in Verbindung stehen, die ihrerseits wieder durch Querkanäle
an den Kreuzungspunkten mit der Arbeitsfolge entsprechenden, untereinander ebenfalls
parallelen und zu den ersten rechtwinklig verlaufenden Kanälen zu den Steuereinrichtungen
in Verbindung stehen.
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Anstatt des auswechselbaren Verteilerblocks kann auch lediglich mit
einem auswechselbaren Schieber gearbeitet werden. Zu diesem Zweck sind gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung im Verteilerblock die Verbindungskanäle zum Drehschieber
als Rillen in einer nicht auswechselbaren Platte ausgebildet, die von einem auswechselbaren
Schieber mit an den Stellen der Querkanäle vorgesehenen Öffnungen abgedeckt ist.
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Die Erfindung gestattet einen einfachen und schnellen Übergang von
einem Programm zum anderen, da nur der Verteilerblock bzw. der Schieber ausgewechselt
zu werden brauchen. Sowohl der Verteilerblock als auch der Schieber können leicht
hergestellt und in beliebiger Zahl auf Lager gehalten
werden, so
daß bei einem neu einzustellenden Programmablauf die Arbeitsvorbereitung den entsprechenden
Schieber oder Block ausgeben kann.
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Es sind zwar hydraulische Steuerungen für Werkzeugmaschinen bekannt,
bei denen ein mit einem Schrittschaltwerk gekuppelter Drehschieber unmittelbar die
Schaltvorgänge steuert. Der Drehschieber ist jedoch nur für einen Arbeitsablauf
gedacht, so daß eine leichte Anpassung an verschiedene Programmabläufe nicht möglich
ist. Eine grundsätzliche Änderung des Arbeitsablaufs würde vielmehr einen Umbau
der ganzen Maschine erfordern.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Abb. i in schematischer Darstellung den Tisch einer Fräsmaschine mit den.
Anschlägen und dem Schaltstift eines Schrittschaltwerkes, Abb. a und 3 zwei senkrecht
zueinander liegende Schnitte durch den als Impulsgeber ausgebildeten Drehschieber,
Abb. q. einen in die Maschine eingesetzten auswechselbaren Verteilerblock im Schnitt
gemäß dem einen Ausführungsbeispiel, Abb. 5 die im Bereich des Verteilerblocks liegenden
Anschlußleitungen in der Maschine in schematischer Wiedergabe, Abb. 6 die Außenansicht
des Verteilerblocks, Abb.7 im Schnitt einen in der Maschine fest angeordneten Verteilerblock
mit auswechselbarer Abdeckplatte oder Schieber gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Abb. 8 die Abdeckplatte b,zw. den Schieber der Abb. 7, Abb. 9 den Verteilerblock
der Abb. 7, von der Innenseite aus gesehen.
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In Abb. i ist mit a der Fräsmaschinentisch bezeichnet. Er trägt die
in üblicher Weise ausgebildeten Anschläge b, welche auf den Schaltstift c einer
schrittweise schaltenden Einrichtung, z. B. eines Schaltklinkenmechanismus, einwirken.
Ein derartiges Klinkenschaltwerk ist an sich bekannt und darum nicht besonders dargestellt.
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Das Klinkenschaltwerk arbeitet mit einem Drehschieber d derart zusammen,
daß bei jeder Betätigung des Schaltstiftes der Drehschieber um einen. Schritt weiterschaltet
und dadurch nacheinander die Zuführungsleitung e für das Druckmittel mit den Leitungen
i bis i i in Verbindung bringt. Die Rückführung des Druckmittels erfolgt über den
der Zuführungsleitung um einen Schritt nacheilenden Kanal f, der über den Ringraum
g mit der Abflußleitung h verbunden ist.
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In eine Aussparung der Maschine ist ein Verteilerblock i eingesetzt.
Diesem gegenüber liegen innerhalb der Maschine Kanäle für die Zuführung und Weiterleitung
des Druckmittels.. Die ersteren sind mit i bis i i bzw. o bezeichnet und mit den
durch den Drehschieber d gesteuerten Kanälen in der durch die Zahlen angegebenen
Folge verbunden (nicht dargestellt). Die Weiterleitungskanäle sind mit k bis o bezeichnet.
Bei diesen handelt es sich um durchgehende Längs.kanäley die die durch Kreise angedeuteten
Verbindungsleitungen zur Stirnseite des Verteilerblocks hin aufweisen. Für den ersten
dieser Kanäle ist die Längsbohrung mit k' und einige der Verbindungsbohrungen sind
mit k" bezeichnet. Jeder der Längskanäle steht über eine nicht dargestellte Verbindungsleitung
mit einem Steuerorgan der Maschine in Verbindung, und zwar ist nach Abb. 5 die Anordnung
so getroffen, daß die Zuführung des Druckmittels zu dem Kanal k die Einschaltung
des Schnellganges rechts (SR) bewirkt, während der Kanal L für den
Schnellgang links (SZ), der Kanal m für den Vorschub rechts (VR), der Kanal n für
den Vorschub links (VL) und der Kanal o für das Abbremsen (Bremse) bestimmt ist.
Die hydraulische Auslösung dieser Maschinenfunktionen kann in an sich b@ekannter
Weise durch Differentialkolben erfolgen, deren kleinere Seite ständig unter Einwirkung
des Druckmittels steht, während der Druckmittelzu-und -abfluß zu der größeren Kolbenseite
entsprechend der gewünschten Verstellung des Kolbens gesteuert wird.
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In dem Verteilerblock i sind Verbindungsleitungen p derart vorgesehen,
daß das, entsprechend der Stellung des Drehschiebers d durch die Leitungen i bis
i i zufließende Druckmittel jeweils demjenigen der Kanäle k bis o zugeführt wird,
der die Auslösung des in dem betreffenden Zeitpunkt erforderlichen Arbeitsganges
bewirkt. Für jedes Arbeitsprogramm ist ein besonderer Verteilerblock erforderlich.
Wie insbesondere Abb. q. erkennen läßt, ist der Verteilerblock leicht auswechselbar.
Die Stirnseite dieses Blocks ist geschliffen, so daß keine Abdichtungsschwierigkeiten
auftreten.
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Die Rückseite des Verteilerblocks wird zweckmäßig mit einem den Arbeitsablauf
anzeigenden Schaltbild oder einer Nummer versehen, so daß die verschiedenen Verteilerblocks
leicht zu identifizieren sind. Abb.6 zeigt ein solches Schaltbild für einen einfachen
Arbeitsablauf des Tisches einer Fräsmaschine. In diesem Fall beginnt bei Punkt A
die Bewegung des Tisches im Schnellgang nach rechts. Bei Punkt B schaltet die Maschine
selbsttätig auf Vorschub um, worauf im Punkt C die Umschaltung des Tisches auf Rücklauf
im Schnellgang erfolgt und der Tisch bei Wiedererreichen des Punktes A selbsttätig
stillgesetzt wird.
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Zur Durchführung dieses Arbeitsablaufs wird der entsprechend gekennzeichnete
Verteilerblock i in die Maschine eingesetzt und werden die Tischanschläge
b nach den Punkten A bis C eingestellt. Von Hand wird dann der Drehschieber
d (Abb. z) um einen Schritt gedreht, so daß das Druckmittel der Leitung i zufließt.
Aus dieser Leitung tritt das Druckmittel unten in den Verteilerblock i ein und fließt
durch die entsprechend ausgebildete Verbindungsleitung p im Inneren desselben zu
dem Längskanal k, der das Druckmittel an das Steuerorgan, für die Einschaltung des
Schnellganges weiterleitet. Der Tisch bewegt sich dann im Schnellgang nach rechts,
bis der entsprechend dem Punkt B eingestellte Tischanschlag b auf den Schaltstift
c trifft und die Weiterschaltung des Drehschiebers
um einen Schritt
bewirkt. Jetzt fließt das Druckmittel durch Leitung 2 und die entsprechend ausgebildete
Verbindungsleitung p im Inneren des Verteilerblocks zu dem Längskanal m, wodurch
der Vorschub ausgelöst wird. Bei Erreichen des Punktes C erfolgt eine weitere Schaltung
des. Drehschiebers, so daß das Druckmittel über Leitung 3 und die entsprechende
Verbindungsleitung p dem Kanal L zugeführt wird und die Maschine auf Rücklauf im
Schnellgang schaltet. Wird dann der Punkt A wieder erreicht, so schaltet der Drehschieber
d auf Leitung 4, die über die entsprechende Verbindungsleitung p im Inneren des
Verteilerblocks mit dem Längskanal o (Bremse) verbunden ist, so daß der Tisch s,tehenbleibt.
Bei jedem der vorstehend beschriebenen Schaltschritte wird diejenige der Leitungen
o bis i i, welche bis zu diesem Zeitpunkt mit der Druckmittelzuführung verbunden
war, über die Kanäle f und g an die Abflußleitung h angeschlossen, so daß vor Durchführung
einer neuen Schaltung die vorhergehende Schaltung aufgehoben wird. Nach dem letzten
Schaltschritt läuft der Drehschieber selbsttätig weiter, bis er die Ausgangsstellung
o wieder erreicht hat, bei der das Druckmittel zur Ansaugseite der Pumpe zurückgeleitet
wird. Die Maschine ist dann für einen neuen automatischen Arbeitsablauf bereit.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 bis 9 sind die im Bereich
des Verteilerblocks in der Maschine angeordneten Leitungen in gleicher Weise ausgebildet
und mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Abb. 4 und 5. In diesem Fall
ist jedoch der mit q bezeichnete Verteilerblock fest an der Maschine angebracht
und von den Gegenbohrungen k bis o bzw. o bis i i im Maschinenkörper durch eine
Abdeckplatte bzw. einen Schieber r getrennt. Dieser Schieber weist, wie Abb. 8 erkennen
läßt, Durchtrittsöffnungen auf, von denen einige mit s bezeichnet sind. Der
Verteilerblock q besitzt auf der Innenseite in senkrechter Richtung ausgefräste
Kanäle t (Abb. 9), die sich über die ganze Höhe der Längskanäle k bis o und der
Zuführungsleitungen o bis i i erstrecken. Das über die Leitungen o bis i i in Abhängigkeit
von der Drehschieberstellung zugeführte Druckmittel tritt durch die im unteren Teil
der Abdeckplatte r (Abb. 8) vorgesehenen Öffnungen in die senkrechten Kanäle t ein
und gelangt durch die Öffnungen s im oberen Teil dieser Platten in die entsprechenden
Längskanäle k bis o. Die letzteren Öffnungen sind entsprechend dem durchzuführenden
Arbeitsprogramm gewählt, derart, daß das Druckmittel zu den durch die Tischanschläge
festgelegten Zeitpunkten jeweils in diejenige der Leitungen k bis o gelangt, welche
die gewünschte Maschinenfunktion steuert. Da, die den Vorlauf des Tisches steuernden
Anschläge auch beim Rücklauf desselben das Schaltwerk betätigen, ist es erforderlich,
den den Rücklauf des Tisches auslösenden Impuls entsprechend der Anzahl der Vorlaufanschläge
zu wiederholen. Aus diesem Grunde folgen in Abb. 7 auf den ersten Impuls für Schnellgang
links, der mit s' bezeichnet ist, noch drei weitere Impulse der gleichen Art, bevor
der Impuls für Abbremsen s" gegeben wird. Der letztere Impuls wird dann, während
das Schaltwerk selbsttätig bis zur Anfangsstellung weiterläuft, wiederholt, bis
diese Stellung wieder erreicht ist.
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Die Abdeckplatten, r bestehen aus verhältnismäßig dünnem Blech, so
daß die erforderlichen Durchtrittsöffnungen ausgestanzt werden können und ohne höhere
Kosten ständig eine größere Anzahl dieser Platten für die verschiedensten Arbeitsprogramme
auf Vorrat gehalten werden kann.
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Anstatt der im Verteilerblock q vorgesehenen senkrechten Kanäle t
kann dieser Block auch mit einer zweckmäßig der Zahl der Bohrungen k" der Längskanäle
k bis o entsprechenden Anzahl von Verbindungsleitungen versehen werden, wobei dann
die jeweils nicht benötigten Leitungen durch den nicht ausgestanzten Teil der Abdeckplatte
r verschlossen werden.