SE446358B - Anordning for programstyrning av stans- och nibblingsmaskiner - Google Patents

Description

15 20 25 50 55 7910117-6 2 rörligt uppburen på styrningar eller gejdrar på den först~ nämnda sliden för förflyttning vinkelrätt mot stativets eller gapets längdriktning. Arbetsstycket i form av en plåt är fastspänt på den sistnämnda sliden och kan sålunda för- flyttas relativt det fasta arbetsläget av stansen och dy- nan, varigenom ett önskat mönster kan utskäras i plåten.

D För att åstadkomma duplicering av ett sådant mönster kan man använda en mall som styr ett till den andra sliden anslutet stift eller mallföljare. Stiftet föres manuellt utmed mallens kantprofil eller kan exempelvis instyras íhàl i mallen-för stansning av enstaka hål i plåten. Man arbetar vanligen efter ett koordinatsystem med två vinkelräta koor- dinater. _ _ Dupliceringen kan automatiseras med hjälp av driv- motorer anslutna till respektive slider. Dessa drivmotorer förflyttar då arbetsstycket i önskade koordinatriktningar enligt ett bestämt program. En sådan anordning medger helt automatiserad kopiering av ett visst mönster, varvid prog- rammet införes i en dator och lagras i dess minne på något lämpligt sätt, exempelvis direkt från en ritning. Datorn styr drivmotorerna. Dessa kända anordningar arbetar till- fredsställande, men har den nackdelen att motorerna måste utveckla stor effekt för den snabba förflyttningen av sli- derna och arbetsstycket mellan varje stansning, då stora tröghetskrafter måste övervinnas. Hela anordningen blir dessutom relativt komplicerad och dyr och måste skötas av speciellt utbildad personal såväl vid maskinen som i bered- ningsarbetet för att från ritningen taga fram programunder- laget. D Föreliggande uppfinning syftar till att åstadkomma en anordning för programstyrning av inledningsvis angivet slag, varigenom automatiserad duplicering av ett mönster kan utföras. Anordningen skall därvid avlasta operatören från det relativt påfrestande arbetet att styra plåten manuellt efter en mall men samtidigt vara enkel att sköta så att den ej kräver speciellt utbildad personal. Produktions- förmågan av en maskin försedd med denna anordning bör sam- tidigt ligga i nivå med de ovan nämnda helautomatiska steg- mataremaskinerna. -e q Uppfinningstanken förverkligas i konkret form genom en anordning enligt bifogade patentkrav. ._ _ -.-i _ ..___._._-._ _. .__ ...___ _ ._ __ i.._.__....... ...,.,...,,....,_,,..

.J 10 15 ü.) C) 25 50 ÄO 5 7910117-6? Uppfinningen beskrives nedan i form av utförings~ exempel och med hänvisning till bifogade ritningar.

Fig. l visar ett horisontalsnitt genom en stans- och nibblingsmaskin med koordinatstyrningsanordning för ut- förande av sättet enligt uppfinningen. Fig. 2 är en partiell sidovy i större skala av maskinens koordinatstyrningsanord- ning. Fig. 5 visar schematiskt en till anordningen hörande mikrodator.

På fig. 1 är visat ett väsentligen plant stativ l för en stans- och nibblingsmaskin. Stativet 1 är visat i horisontalsnitt genom det horisontella stativgapet 2. I den yttre änden av stativgapet befinner sig stans- och nibb- lingsverktygen 5. Den i stativets övre skänkel lagrade stan- sen är vertikalt rörlig vinkelrätt mot ritningsplanet för samverkan med en i den nedre stativskänkeln befintlig.dyna.

I stativgapet finnes en slid 4 som är lagrad för horison- tell förflyttning utmed gapet på ej visade gejdrar. På den- na slid är lagrad en ytterligare tvärgàende slid 5 för för- flyttning vinkelrätt mot stativets längdriktning. Ett ar- betsstyeke i form av en plåt 10 är fastspänt genom organ ll vid den övre slidan 5 och kan genom kombinerad förflytt- ning av sliderna 4, 5 parallellförflyttas så att verktyget 5 kan nå varje punkt av plåten. Den längsgående sliden 4 förflyttas med hjälp av en känd kulmutterskruv 8 som rote- ras i endera riktningen med hjälp av en motor 6, medan den tvärgàende sliden 5 förflyttas med hjälp av en liknande kulmutterskruv 9 som roteras i endera riktningen med hjälp av en motor 7. Rörelseriktningarna för respektive slider är markerade med dubbelpilar y respektive x pà ritningen.

Motorerna 6 och 7 kan exempelvis vara så kallade puls- motorer som bringas att rotera i endera riktningen med hjälp av kontinuerligt inmatade pulser, exempelvis 96 pulser per varv. Genom ändring av pulsfrekvensen kan motorernas has- tighet sålunda regleras. Även kan exempelvis lämpligen varv- talsreglerade likströmsmotorer användas i föreliggande fall.

För bestämning av arbetsstyckets läge i ett koordinatsystem är (ej visade) pulsgivare kopplade till respektive kulskru- var.

Fig. 2 visar kopplingen mellan den längsgående kul- skruven 8 och den längsgående sliden 4. En motsvarande kopp- \.Tl 10 15 20 25 50 55 HO "7910117-6 4 ling är utförd mellan den tvärgående kulskruven 9 och den tvärgâende sliden 5. Den visade kulskruvens mutter l6 är över elastiskt eftergivliga organ 17 ansluten till sliden 4 så att en mindre variation av avståndet mellan kulmuttern 15 och slidan 4 i delarnas förflyttningsriktning medgives.

Denna variation avkännes med hjälp av en avkännare l8 som är inkopplad mellan muttern och sliden. Avkännaren kan exempelvis vara en potentiometer eller differentialtrans- formator för mätning av linjära rörelser, eller annat känt organ för samma syfte.

Vid nibbling skall arbetsstycket 10 frammatas stegvis och måste stå stilla under den period när stansen befinner sig inom arbetsstycket. Mellan varje sådan period skall arbetsstycket frammatas en mindre sträcka i storleksord- ningen ett par millimeter. Drivmotorerna och därmed kulskru- varna rör sig å andra sidan kontinuerligt. När stansen träf- far plåten och fastlåser denna, kommer de elastiska organen 1? därför att komprimeras. Såsom framgår av fig. 2 är såda- na elastiska organ anordnade på vardera sidan av kulmuttern och var för sig i sin från kulmuttern vända ände fast kopp- lade till respektive slid. Oavsett kulskruvens rotations- riktning kommer sålunda i varje fall ett par elastiska or- gan att komprimeras. Denna kompression fortgår till dess stansen lämnar plåten och denna frigöres för förflyttning ett matningssteg. Den under kompressionen i organet 17 lag- rade energin frigöres då under förflyttning av sliden ett matningssteg, varvid avståndet mellan kulmuttern och slíden i matningsriktningen ökas.

De elastiska organen 17 kan lämpligen vara utförda i form av väsentligen cylindriska element av uretan med avpassad inre dämpning för undvikande av egensvängningar i systemet och med tillräcklig energiupptagningsförmága för att mata fram slidan med tillhörande arbetsstycke. I det som exempel visade utförandet befinner sig ett elastiskt organ 17 på vardera sidan av en till kulmuttern fast an- sluten hylsa, varvid en bult 19 sträcker sig genom de elas- tiska elementen och nämnda hylsa och är exempelvis inskru- vade i sliden 4. Bulten 19 är i sin yttre fria ände utfor- mad till ett anslag för det yttre elastiska organet 17.

Denna anordning medger en effektiv dämpning såväl som kom- pressíon av organet 17 oberoende av matningsriktningen. lO 15 ¿O [ x \i'! 50 40 5 7910117-6 De elastiska organen kan även ha annat utförande och exempelvis bestà av metallfjädrar med anslutna pneumatiska eller hydrauliska dämpare.

Anordningen erbjuder den särskilda fördelen att re- lativt svaga motorer 6, 7 kan användas, då motorerna under fortgående rotation och kompression av de elastiska organen 1? lagrar energi i dessa, vilken energi vid frigivande av arbetsstycket plötsligt kan frigöras och utnyttjas för mat- ningen. Vidare uppnås den fördelen att sidokraften mot nibb- lingsstansen kan kontrolleras, vilket är av stor betydelse med hänsyn till stansens nedslitning. Kompressionen av or- ganet 1? hàlles under övervakning genom avkännaren 18, vari- genom matningssteget hàlles under kontroll, i det att avkän- naren ger erforderlig bromsimpuls till datorn när kompres- sionen uppnår ett givet värde.

För styrning och övervakning av koordinatstyrnings- anordningen användes en mikrodator såsom schematiskt visad på fig. 3. Denna styrenhet kan vara anordnad separat från maskinen. Styrenheten 12 är försedd med en bildskärm 13 för dialogkommunikation mellan operatör och dator, manöverknap- par 14 för start och stopp-av olika funktioner samt en man- överspak 15 för manuell styrning av duplikatorns rörelse.

Med hjälp av styrenheten kan vidare styras en motordriven mekanism för inställning av verktyget (stansen) i arbetsläge respektive friläge. _ Anordningen kan användas på följande sätt: Programmering efter fysisk mall, Programmering efter ritning, Körning efter program.

En fysisk mall, exempelvis i form av ett tidigare tillverkat exemplar av den avsedda produkten, kan utnytt- jas för att programmera maskinen. Mallen är då fäst vid koordinatstyrningsanordningen och den ej arbetande stansen sänkcs till arbetsläge och föres in till en kant av det som mall tjänande utstansade arbetsstycket. Med hjälp av manöver- spaken 15 föres mallen utmed den stillastående stansen, vil- ken sålunda tjänar som mallföljare och ständigt hàlles i kontakt med mallens kant. Mikrodatorn registrerar därvid alla uppkomna lägen genom de till kulskruvarna kopplade pulsgivarna och avkänningsorganen och lagrar dessa lägen i sitt minne. Mellan respektive skilda hål eller öppningar i lO 20' 25 EO 40 7910117-6 6 mönstret lyftes stansen och nedföres i nästa hål, vilket programmeras på samma sätt.

Det är även möjligt att genom så kallad sjëlvsökning bringa mallen att följa stansen. Därvid utnyttjas koordinat- styrningsanordningens drivmotorer liksom förut för förflytt- ning av mallen enligt villkoret att motorn för varje slid erhåller drivimpuls till dess tillhörande elastiska organ undergâtt en viss komprimering, vilken avkännes genom till- hörande avkänningsorgan och signaleras till datorn. På det- ta sätt kan mallen automatiskt förflyttas under anliggning mot stansen och motsvarande program inmatas genom pulsgi- varna i datorn. r Vid programmering efter ritning inställes koordinat- styrningsanordningen med hjälp av manöverspaken 15 till de koordinatvärden som ritningen anger. Dessa inställda koor- dinatvärden framkommer därvid på bildskärmen 15 med lämpligt avpassad upplösning, exempelvis en upplösning av 0,1 mm. Då det rätta läget för stanshàlet har uppnåtts, trycker operatö- ren på en manöverknapp så att läget registreras.

Vid programmering efter ritning kan även räta linjer med godtycklig lutning såväl som cirkelbågar utföras. Dessa linjer eller bågar fastställes genom att begynnelse- och slutkoordinater för en rät linje fastlägges, respektive ge- nom att begynnelse-, slut- och medelpunktskoordinater för en cirkelbåge fastlägges, varefter respektive linje eller båge inprogrammeras.

Den sålunda inprogrammerade arbetsoperationen kan där- ' efter i upprepad följd genomföras på ett till koordinatstyr- ningsanordningen anslutet arbetsstycke under styrning av dess drivmotorer respektive omställning av verktyget till fri- och arbetsläge från mikrodatorn.

Då ett bearbetningsprogram på detta sätt har åstad- kommits, kan programmet lagras i en bandkassett eller lik~ nande konventionellt organ, för förnyad senare användning.

Maskinen kan nu arbeta efter detta program och duplicera ett godtyckligt antal detaljer. Operatörens uppgift är där- vid endast att sätta in och taga ut arbetsstycken, avlägsna skrotbitar eller byta stansverktyg. Vid aktuella tillfällen ger en.klartext på bildskärmen lä upplysning om vilka åt- gärder som skall vidtagas, såsom exempelvis verktygsbyte. rhiksom vid andra CNC-system kan operatören rätta till be- .,..-..-.. _. »_ ...ufl--aqfiv-.v H ïn lO 'i 7910117-6 gångna fel i programmeringen, vilket jämväl sker i dialog- form.

Med det ovan beskrivna arbetssättet behövs inget vanligt tangentbord. Antalet knappar på manöverpanelen är mycket litet och underskrider lO stycken. Detta med- verkar till att göra maskinen lättskött.

Förutom ovan angivna fördelar i form av allmänt för- enklad konstruktion av den automatiskt arbetande anordningen observeras särskilt att den normala stansen användes som mallföljare då en fysisk mall ligger till grund för prog- rammeringen, vilket innebär att automatisk kompensation erhålles -är stansens dimension. Ej heller uppkommer någon risk för att mallföljarstiftet av misstag väljas med annan diameter än stansen.

Claims (6)

1. NH 10 25 »N \I| 40 7910117-6 8 Patentkrav l. Anordning för programstyrning av stans- och nibb- lingsmaskiner, varvid arbetsstycket förflyttas med hjälp av en koordinatstyrningsanordning omfattande två väsent- ligen vinkelrätt mot varandra rörliga motordrivna slider, vilkas motorer är anordnade att styras från en mikrodator enligt ett bestämt program, k ä n n e t e c k n a d av att slidernas (4,5) drivmotorer (6, 7) roterar kontinuer- ligt med en hastighet som i varje tillfälle bestëmmes av mikrodatorn (12) varvid motorernas rörelse via linjära transmissionselement överföras till sliderna, och att elas- tiskt eftergivliga organ (17) är inkopplade mellan trans- missionselementens linjära utgångar och respektive slider för att möjliggöra stegvis retardation av slíderna till stillestånd under hoptryokning av de elastiska organen (17) medan maskinens stansverktyg befinner sig inom arbets- stycket och anligger mot detta, varvid energi lagras i det elastiska organot (17) och efter stansverktygets åter- gång ur arbetsstycket avgives för stegvis frammatning av sliden (4, 5) med arbetsstycket (10).

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att de linjära transmissionselementen är kulskruvar (8, 9), varvid de elastiskt eftergivliga organen (l?) är in- köpplade mellan kulskruvens mutter (lö) och respektive slid.

5. Anordningen enligt krav l, av att de linjära transmissionselementen är kuggstångs- K ä n n e t e c k n a d transmission r.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e o k n a d av organ (18) för avkänning och signalering till datorn (12) av de elastiska organens (17) hoptryckning och därmed kontroll av den på verktyget (5) utövade sidokraften.

5. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att de elastiska organen (17) består av elastomerelement med bestämd inre dämpning i stånd att lagra energi under hop- trvckning och åter avge denna energi under èxpansion. I

6. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att de elastiska organen (17) består av metallfjädrar med anslutna pneumatiska eller hydrauliska dämpare.