DEP0041610DA - Selbsttätige elektrische Programmsteuerung für Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige elektrische Programm-Steuerung für Werkzeugmaschinen, welche für eine oder mehrere bestimmte Arbeitsgänge des Werkzeugs durch Stromschluß die benötigten Stromkreise in Zusammenwirken mit durch die besagten Arbeitsgänge beeinflußten Schaltorganen bestimmt, wobei die Programmschalteinrichtung aus zwei relativ und schrittweise verstellbaren, zusammenwirkenden Gruppen von elektrischen Schaltorganen besteht. Werkzeugmaschinen mit einer derartigen Programmschalteinrichtung sind bereits bekannt.

In der Zeitschrift "Werkstattechnik und Werksleiter", März 1943, Seite 98, ist eine Anordnung wiedergegeben, bei der die Programmeinrichtung die Form einer schrittweise rotierenden Walze hat, die mit Kontakten besetzt ist, die mit feststehenden Kontakten zusammenwirken. Auch andere Programmschalt- oder Wähleinrichtungen sind bekannt (vgl. amerikanische Patentschrift 2, 427, 293 von Bullard).

Zur Veränderung des Arbeitsprogramms müssen die Kontaktelemente der genannten Einrichtungen versetzt werden. Dies muß bei den bekannten Einrichtungen, deren besagte Kontaktelemente abnehmbar befestigte Teile des Körpers dieser Einrichtungen sind, an Ort und Stelle geschehen und bildet so einen Teil der Maschineneinstellung. Es ist dies eine zeitraubende Arbeit, und während der Einstellzeit steht die Werkzeugmaschine still. Das ist, wenn in großen Serien produziert wird, d. h. wenn das Programm während geraumer Zeit unverändert bleibt, weniger nachteilig. Es kann aber sehr unwirtschaftlich werden, wenn die Serien kleiner werden.

Die Erfindung bezweckt, zur Beseitigung dieser Nachteile die Einstellzeit für die Programmschalteinrichtung zu verkürzen dadurch, daß die Einstellung oder der Aufbau des Programms unabhängig von der Werkzeugmaschine vorgenommen wird.

Zu diesem Zweck erhält erfindungsgemäß die eine Gruppe der elektrischen Kontaktorgane die Form einer stromleitenden Oberfläche, die mit einer auswechselbaren Isolierlage bedeckt ist, welche Öffnungen besitzt, die Teile der besagten Oberfläche als Kontaktorgane frei geben.

Vorzugsweise wird diese Zwischenlage von einem perforierten Papierblatt oder -streifen gebildet, ähnlich den Blättern, Karten oder Streifen, die für Büromaschinen (Rollerith-Maschinen), Musikinstrumente (automatische Orgeln), Webstühle (System Jaquard) o. dgl. gebraucht werden. Die Anwendung dieses Mittels für Werkzeugmaschinen ist jedoch völlig neuartig.

Die besagte Zwischenlage kann unabhängig von der Werkzeugmaschine, selbst außerhalb des Betriebes, hergestellt werden, und zur Umstellung der Werkzeugmaschine braucht lediglich diese Zwischenlage ausgewechselt zu werden, was in sehr kurzer Zeit vorgenommen werden kann.

An Hand der Zeichnung wird das Wesen der Erfindung näher erläutert.

Auf der Zeichnung ist die Anwendung der Erfindung bei einer automatischen Drehbank dargestellt. Die dargestellte Anwendungsform ist sehr einfach, einfacher als in der Praxis, um die Übersichtlichkeit der Zeichnung zu verbessern. Es wird daher nur die automatische Steuerung der Längsbewegung des Supports beschrieben (Steuerung nach einer einzigen Koordinate), während praktisch gleichzeitig auch der Querschlitten des Supports automatisch gesteuert werden muß. Die Programmschalteinrichtung umfaßt daher der Deutlichkeit halber nur einige Kontakte.

Die in Oberansicht dargestellte Drehbank besitzt das Maschinenbett 1, den Spindelstock 2 mit angeflanschtem Motor 3 und den Reitstock 4. Auf dem Bett 1 bewegt sich der Support 5 und auf diesem Support 5 ist quer zur Längsrichtung des Bettes verschiebbar der Schlitten 6 vorgesehen mit dem Stahlhalter 7 und Drehstahl 8.

Die Drehbank ist in dem dargestellten Falle nur mit zwei automatischen Steuereinrichtungen 10 und 11 ausgestattet. Die Einrichtung 10 beeinflußt die unterteilte Mutter der Leitspindel 9, während die Einrichtung 11 die Umsteuerung der Leitspindel 9 beeinflußt.

Der Support 5 trägt eine Brücke 12, an der drei Anschlagstangen 13, 14, 15 längs verschiebbar angebracht sind. Sie sind in der Brücke 12 feststellbar mittels der Klemmschrauben 16, 17, 18. An ihrem freien vorragenden Ende tragen die Stangen 13, 14, 15 Nocken 19, 20, 21, die zusammenwirken mit Nocken 22, 23, 24 der Schalthebel, welche um die Punkte 25, 26, 27 schwenkbar sind.

Die Schalthebel tragen Kontaktfedern 30, 31, 32, die mit feststehenden Kontakten 33, 34, 35 zusammenwirken. Diese Letztgenannten sind durch Leitungen 36 mit den Bürsten 37, 38, 39 verbunden, die isoliert auf einer Stange 40 befestigt sind. Die Stange 40 trägt noch zwei weitere Bürsten 41, die bei der dargestellten Anordnung nicht benutzt werden und nur andeuten, daß ohne weiteres noch mehr Arbeitsgänge durch die elektropneumatischen Einrichtungen 10, 11 gesteuert werden können.

Die besagten Bürsten liegen gegen eine Trommel 42 an, die um die Achse 43 drehbar und mit einem Mantel aus elektrisch gut leitendem, blank bleibendem Material, z. B. Gelbkupfer, versehen ist. Die Trommel 42 trägt ein Klinkenrad 44, das mit einem Klinkenwerk 45 zusammenwirkt, das hin- und hergehend die Trommel in Richtung des Pfeiles 46 dreht. Die Stromzuleitung zur Trommel 42 wird mittels eines Schleifkontaktes 47 bewirkt.

Über die Trommel 42 läuft ein Papierstreifen 70. Dieser bewegt sich beim Drehen der Trommel 42 gleichsinnig mit dieser. Gegebenenfalls kann an seiner Stelle ein Papierblatt benutzt werden, das um die Trommel gelegt und daran befestigt ist. Beim Drehen der Trommel bewegt sich der Papierstreifen 70 in Richtung des Pfeiles 71. In dem Papierstreifen 70 sind Perforationen vorgesehen, die in den Bereich der Bürsten 37, 38, 39 und 41 gelangen, sodaß die Bürsten, wenn eine der Perforationen in ihren Bereich kommen, Kontakt mit der Trommel 42 machen können.

Bei A und B ist der Stromkreis an eine Stromquelle angeschlossen, z. B. an durch Gleichrichtung von Wechselstrom erhaltenen Gleichstrom von 24 Volt.

Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

Um die Drehbank in Gang zu setzen, wird der Druckknopfschalter 50 betätigt. Hierdurch wird die Leitung 51 mit der Stromquelle verbunden, und der Strom fließt von Pol A zum Relais 52, wodurch der Schalter 53 geschlossen wird. Wenn danach der Druckknopf 50 losgelassen wird, bleibt der Stromfluß über den Schalter 53 bestehen über den Widerstand 54, der die Stromstärke herabsetzt.

Der durch die Leitung 55 fließende Strom erregt die elektropneumatische Einrichtung 10, welche die geteilte Leitspindelmutter beeinflußt, und andererseits die elektropneumatische Einrichtung 11, die das Umkehrwerk der Leitspindel betätigt. Nach der Einrichtung 10 geht der Strom durch das Relais 56, wodurch der Schalter 57 geschlossen wird, und nach der Einrichtung 11 durch das Relais 58, wodurch der Schalter 59 geschlossen wird. Durch die Leitung 60 ist der Pol B der Stromquelle angeschlossen. Die Anordnung ist derart, daß die Einrichtungen 10, 11 so wirken, daß das Mutterschloß der Leitspindel 9 geschlossen und die Leitspindel 9 gedreht wird, sodaß sich der Support 5 nach links in Richtung des Pfeiles 61 bewegt. Mit dem Support geht auch die Brücke 12 nach links. In einem bestimmten Zeitpunkt erreicht dann der Nocken 20 der Anschlagnase 14 den Nocken 23 des Schalthebels des Drehpunktes 26, worauf folgendes geschieht:

Die Kontaktfeder 31 kommt in Berührung mit dem Kontakt 34. Da die Bürste 38 sich über der Perforation 72 befindet, wird folgender Stromkreis geschlossen:

Von Pol A über den Schleifkontakt 47, Trommel 42 durch die Perforation 72 zur Bürste 38, über die zugehörige Leitung 36 zum Kontakt 34, Kontaktfeder 31, durch die Leitung 73 über den geschlossenen Schalter 59 zur elektropneumatischen Einrichtung 11. Infolgedessen wird der Strom über den

Schalter 53 im Relais 52 und der Leitung 55 so geschwächt, daß das Relais 52 abfällt. Im Parallelstromkreis bleibt jedoch der Schalter 53' geschlossen, sodaß auch der Schalter 57 geschlossen bleibt. Der Schalter 59 bleibt natürlich dadurch geschlossen, daß das Relais 58 unter dem Einfluß des durch die Leitung 73 fließenden Stromes geschlossen bleibt.

Das durch die Einrichtung 10 gesteuerte Mutterschloß der Leitspindel bleibt infolgedessen ebenfalls geschlossen und der Support bewegt sich weiter. Wenn dabei sich der Nocken 20 unter dem Schalternocken 23 hindurchbewegt, kann dieser Nocken 23 plötzlich fallen, wodurch die Verbindung zwischen der Kontaktfeder 31 und dem Kontakt 34 unterbrochen wird. Dadurch wird der Kontakt zu der elektropneumatischen Einrichtung 11 unterbrochen. Die Folge ist, daß die Bewegung der Leitspindel 9 umgekehrt wird und der Support also nach rechts bewegt wird. Dabei werden zwar die Kontakte 31, 34 wieder geschlossen, aber das ist ohne Wirkung, da inzwischen das Relais 58 des Schalters 59 geöffnet wurde.

Bei der Bewegung des Supports nach rechts trifft nun der Nocken 19 der Anschlagstange 13 den Nocken 22 des um den Drehpunkt 25 schwenkbaren Schalthebels. Die Folge ist, daß die Kontaktfeder 30 in Berührung mit dem Kontakt 33 kommt. Nunmehr kann der Strom vom Schleifkontakt 47, der Trommel 42, durch die Perforation 75 im Papierblatt 70, die Bürste 37 und die zugehörige Leitung 36, den Kontakt 33, die Kontaktfeder 30, die Leitung 76 zum Elektromagnet 77, der das Schaltwerk 45 betätigt, und zurück durch die Leitung 78 zum Pol B der Stromquelle fließen. Bei weiterer Bewegung des Supports fällt der Nocken 22 wieder vom Nocken 19 ab, sodaß der gerade geschlossene Stromkreis wieder unterbrochen wird, mit der Folge, daß nunmehr das Schaltwerk 45 über das Klinkenrad 44 die Trommel 42 mit dem Papier 70 um einen Schritt weiterdreht. Die Perforationen 72, 75 schieben sich unter den Bürsten 37, 38 weg, und die Perforation 79 erreicht nun die Bürste 39. Der Support bewegt sich weiter nach rechts (Pfeil 80), bis der Nocken 21 der Anschlagstange 15 den

Nocken 24 des um den Punkt 27 schwenkbaren Schalthebels trifft. Nun kommt die Kontaktfeder 32 in Berührung mit dem feststehenden Kontakt 35, wodurch ein Stromkreis über die Bürste 39, die besagten Kontakte 35 und 32 und die Leitung 81 zu der elektropneumatischen Einrichtung 10 hergestellt wird. Dadurch wird der Strom in der Leitung 55' derart geschwächt, daß das Relais 52' abfällt und der Schalter 53' sich öffnet. Der Schalter 57 bleibt jedoch geschlossen und ebenso bleibt auch das Mutterschloß der Leitspindel 9 geschlossen. Wenn dann aber der Nocken 21 den Nocken 24 verlassen hat, fällt dieser Nocken 24 ab, sodaß die Kontaktfeder 32 den Kontakt 35 verläßt. Damit ist der Stromkreis unterbrochen und das Relais 56 fällt, der Schalter 57 öffnet sich, während sich gleichzeitig auch das Mutterschloß öffnet. Der Support kommt dadurch zum Stillstand. Das Programm, welches im vorliegenden Falle eine Bewegung des Supports nach links bis zu einem bestimmten Punkt, die Umkehr der Bewegung und die Beendigung der nachfolgenden Bewegung des Supports nach rechts bis zu einem bestimmten Punkt umfaßt, ist damit beendet.

Die beiden Endpunkte dieser Bewegungen können natürlich eingestellt werden durch Einstellung der Anschlagstangen 14, 15 relativ zu den zugehörigen Schalthebeln 23, 24. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschieht dies dadurch, daß die Stangen 14, 15 in der Brücke 12 verschoben werden, nachdem die Klemmschrauben 17, 18 gelöst sind. In dem dargestellten Falle bewegt sich die leitende Unterlage des Papierblattes 70 mit. Dies ist natürlich nicht notwendig. Das Blatt kann auch über eine stillstehende, in diesem Falle ebene leitende Unterlage vorgezogen werden. Der Bewegungsmechanismus, der, wie dargestellt, auf die Trommel 42 wirkt, mußte dann an dem Blatt 70, z. B. mittels Transportwalzen oder Wickelrollen, angreifen.

Wenn während einer beliebigen Anzahl aufeinanderfolgender Stellungen der Trommel 42 bzw. des Blattes 70 ein bestimmter Stromkreis geschlossen bleiben soll, kann das dadurch erreicht werden, daß in diesem Stromkreis zwei parallel geschaltete Kontaktbürsten angeordnet werden, die unter Umständen zueinander um einige Millimeter verschoben sind. In der Isolierlage werden in diesem Falle zwei längliche Öffnungen ausgespart, die einander derart übergreifen, daß bei Verschiebung des Blattes 70 relativ zum Bürstenträger stets eine der beiden parallel geschalteten Bürsten in Kontakt mit der leitenden Unterlage ist. Es ist dann nicht notwendig, in dem Blatt 70 lange Schlitze vorzusehen, die den Blattkörper zu sehr schwächen würden.

Claims (3)

1.) Selbsttätige elektrische Programmsteuerung für Werkzeugmaschinen, welche für einen oder mehrere Arbeitsgänge der Maschine durch Stromschluß die notwendigen Steuerstromkreise in Zusammenwirken mit durch diese Arbeitsgänge beeinflußten Schaltorganen bestimmt, und die aus zwei relativ und schrittweise verstellbaren, zusammenwirkenden Gruppen von elektrischen Kontaktelementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Gruppe der elektrischen Kontaktelemente die Form einer elektrisch leitenden Fläche hat, die mit einer auswechselbaren, isolierenden Lage bedeckt ist, welche Öffnungen hat, die Teile der leitenden Fläche für die Gegen-Kontaktelemente frei geben.

2.) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Lage unbeweglich relativ zu der leitenden Unterlage ist.

3.) Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage ein loses, perforiertes, gegebenenfalls streifenartiges Papierblatt ist.