WO2019179546A1 - Führungsbuchse, werkzeugmaschine mit führungsbuchse und verfahren zum betreiben einer derartigen werkzeugmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a guide bush for guiding a material rod, with a collet axially displaceably mounted in a collet chuck, one (or more) cone holder and an actuator arranged for axial movement of the collet. Moreover, the invention relates to a machine tool with such a guide bush and a method for operating such a machine tool
- Guide bushes are used in long-turning lathes for radially guiding and / or clamping of stationary or rotating material rods.
- Guide bush belongs to it, inserted into the guide bush collet in
- the collet is just screwed so deep into the guide bush that it rests evenly on the workpiece, without being loose or already apply clamping forces.
- Machine setter is usually noticed some time after the start of the machining and disturbs the run considerably.
- the object of the invention is therefore to provide a guide bush, which facilitates the establishment of a collet. This object is achieved according to the invention by the guide bush with the features of claim 1.
- the subclaims reflect advantageous embodiments of the invention.
- the basic idea of the invention is to detect the axial position and / or the radial extent and / or the clamping force of the collet directly or indirectly in the collet receptacle of the guide bushing. If, for example, the radial extent of the collet is detected, deviations from one can occur if the diameter of the material rod is known
- Guide bushing allows conclusions about the depth of thread, the degree of contamination or wear of a material bushing clamping guide bush or the known with respect to a material rod diameter travel of the actuator.
- the measurement of the radial extent and / or axial position of the collet or of the actuator and / or the pressure and / or clamping force exerted by the collet on the material bar results in the possibility of correlating the collected values with one another and of the position with respect to to optimize the material bar acting pressure and / or the clamping force with the available travel of the actuator.
- a guide bush for guiding a material rod provided with a collet axially displaceably mounted in a collet chuck and an actuator adapted to the axial movement of the collet, wherein at least one sensor, the axial position and / or the radial extent and / or the clamping force of the collet detected directly or indirectly in the collet holder.
- the collet is designed either as a puller or as a double cone pliers.
- An indirect detection of the axial position of the collet is preferably carried out in that the sensor detects the position of the actuator relative to the guide bushing. This of course assumes that the collet is firmly connected to the actuator.
- the measurement of the radial extent of the collet is preferably carried out in that the sensor detects the gap between the inner diameter of the collet receiving and the outer diameter of the collet.
- a sensor which conveys radially outward from the collet and acts on the collet receiving pressure and / or clamping force is preferably provided.
- a sensor which detects the tension force exerted on the material bar could also be provided in the collet itself.
- a control is advantageous which is set up when an alarm signal exceeds or falls below a predetermined value detected by at least one sensor.
- This value may relate, for example, to the radial extent and / or axial position of the collet in the receptacle or the axial position of the actuator and / or the clamping force exerted by the collet on the material bar.
- the value can also be a derived variable, such as the
- the controller is set up such that it acts on the actuator when the value detected by at least one sensor exceeds or falls below a predetermined value.
- the controller and the guide bush are connected to each other wirelessly.
- Guide bush also a connection of the control by means of tablet computers or
- the sensors used are essentially power or
- Pressure sensors and distance sensors can be used.
- switches such as limit switches can be used, which emit an alarm when reaching a predetermined position of the collet or the actuator and / or stop the machine.
- the Use of other sensors for determining the position of the collet or the actuator or the force applied by the collet clamping force is possible.
- a method for controlling such a machine tool comprising the following steps: clamping a material rod in the guide bush, detecting the axial position and / or the radial extent of the collet in the collet receiving and / or the radially outward of the
- Fig. 1 shows a guide bush 10 for guiding a (not shown) material rod.
- the guide bush 10 has a collet holder 20 and a collet 30 mounted axially displaceably therein.
- the collet 30 is designed as a double cone pliers, wherein the bias of the collet 30 is applied by a pneumatic piston which acts on the collet holder 20 via the actuator 40.
- the collet 30 is axially displaced by a pneumatically driven actuator 40, so that the collet 30 can form different strong clamping forces by running onto the conical seat surfaces.
- the depth of engagement of the actuator (40) determines the default setting of the collet chuck (30).
- a sensor 50 fixed in the guide bush 10 which detects the distance between a part which is axially immovable in the guide bush 10 and the pneumatic piston or the actuator 40.
- the actuator 40 for example, have a flange.
- the axial position of the collet 30 in the collet holder 20 is determined indirectly by determining the position of the actuator 40 relative to the guide bush 10.
- the maximum available travel of the actuator 40 and the resulting clamping capacity of the collet 30 can be determined.
- maximum or minimum values to be achieved can be predetermined which, in order to avoid damage to the material, must not be exceeded or fallen short of.
Abstract
Führungsbuchse (10) zum Führen einer Werkstoffstange, mit einer in einer Spannzangenaufnahme (20) axial verschieblich gelagerten Spannzange (30) und einem zur axialen Bewegung der Spannzange (30) eingerichteten Aktor (40), gekennzeichnet durch wenigstens einen die axiale Position und/oder die radiale Ausdehnung der Spannzange (30) in der Spannzangenaufnahme (20) und/oder die Spannkraft direkt oder indirekt erfassenden Sensor (50).
Description
Führungsbuchse, Werkzeugmaschine mit Führungsbuchse und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Führungsbuchse zum Führen einer Werkstoffstange, mit einer in einer Spannzangenaufnahme axial verschieblich gelagerten Spannzange, einer (oder mehreren) Konusaufnahme und einem zur axialen Bewegung der Spannzange eingerichteten Aktor. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit solch einer Führungsbuchse und ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Werkzeugmaschine
Führungsbuchsen werden in Langdrehautomaten zum radialen Führen und/oder Spannen von stehenden oder sich drehenden Werkstoffstangen verwendet. Zur Einrichtung der
Führungsbuchse gehört es, die in die Führungsbuchse eingesetzte Spannzange in
Abhängigkeit von der zu bearbeitenden Materialstange korrekt einzustellen.
Beispielsweise wird für eine korrekte Einstellung einer Zugsystem-Führungsbuchse die Spannzange gerade nur so tief in die Führungsbuchse eingeschraubt, dass sie am Werkstück gleichmäßig anliegt, ohne lose zu sein oder schon Spannkräfte aufzubringen.
Die korrekte Einstellung der Führungsbuchse bereitet allerdings mitunter Schwierigkeiten, insbesondere wenn Späne oder andere Verunreinigungen zu einem vorzeitigen Klemmen führen.
Wird die vorgenannte Spannzange in einem solchen Fall nicht weit genug eingeschraubt, kann eine für die Klemmung der Materialstange notwendige Kraft aufgrund des geringen Verfahrwegs des die Spannzange verschiebenden Aktors nicht ausreichend aufgebracht werden, wodurch die Materialstange zum Rutschen neigt. Dieser Bedienfehler des
Maschineneinrichters wird üblicherweise erst einige Zeit nach dem Start der Bearbeitung bemerkt und stört den Durchlauf erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Führungsbuchse zu schaffen, die das Einrichten einer Spannzange erleichtert.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß durch die Führungsbuchse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist es, die axiale Position und/oder die radiale Ausdehnung und/oder die Spannkraft der Spannzange in der Spannzangenaufnahme der Führungsbuchse direkt oder indirekt zu erfassen. Wird etwa die radiale Ausdehnung der Spannzange erfasst, können bei bekanntem Durchmesser der Materialstange Abweichungen von einem
vorbekannten (rechnerischen) Wert der optimalen Einschraubtiefe der Spannzange, die beispielsweise von Verunreinigungen herrühren, erkannt werden. Auch die
Positionsbestimmung des mit der Führungsbuchse verbundenen Aktors relativ zur
Führungsbuchse lässt Rückschlüsse auf die Einschraubtiefe, den Verschmutzungs- oder Verschleißgrad der eine Materialstange klemmenden Führungsbuchse bzw. den in Bezug auf eine Materialstange bekannten Durchmessers zur Verfügung stehenden Verfahrweg des Aktors zu. Insbesondere ergibt sich aus der Messung der radialen Ausdehnung und/oder axialen Position der Spannzange oder des Aktors und/oder der von der Spannzange auf die Materialstange ausgeübten Drucks und/oder Spannkraft die Möglichkeit, die gesammelten Werte miteinander zu korrelieren und die Position hinsichtlich des auf die Materialstange wirkenden Drucks und/oder der Spannkraft mit dem zur Verfügung stehenden Verfahrweg des Aktors zu optimieren.
Erfindungsgemäß ist also eine Führungsbuchse zum Führen einer Werkstoffstange, mit einer in einer Spannzangenaufnahme axial verschieblich gelagerten Spannzange und einem zur axialen Bewegung der Spannzange eingerichteten Aktor vorgesehen, wobei wenigstens ein Sensor die axiale Position und/oder die radiale Ausdehnung und/oder die Spannkraft der Spannzange in der Spannzangenaufnahme direkt oder indirekt erfasst.
Die Spannzange ist entweder als Zugzange oder als Doppelkonuszange ausgebildet.
Eine indirekte Erfassung der axialen Position der Spannzange erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Sensor die Position des Aktors relativ zur Führungsbuchse erfasst. Dieses setzt natürlich voraus, dass die Spannzange fest mit dem Aktor verbunden ist.
Die Messung der radialen Ausdehnung der Spannzange erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Sensor das Spaltmaß zwischen dem Innendurchmesser der Spannzangenaufnahme und dem Außendurchmesser der Spannzange erfasst.
Weiter ist bevorzugt ein den radial nach Außen von der Spannzange vermittelten, auf die Spannzangenaufnahme wirkenden Druck und/oder Spannkraft erfassender Sensor vorgesehen. Alternativ könnte auch ein die auf die Materialstange ausgeübte Spannkraft erfassender Sensor in der Spannzange selbst vorgesehen sein.
Bei dem vorgenannten Aufbau der Führungsbuchse ist eine Steuerung vorteilhaft, die bei Über- oder Unterschreiten eines vorbestimmten, von wenigstens einem Sensor erfassten Werts zur Ausgabe eines Alarmsignals eingerichtet ist. Dieser Wert kann beispielsweise die radiale Ausdehnung und/oder axiale Position der Spannzange in der Aufnahme oder die axiale Position des Aktors und/oder die von der Spannzange auf die Materialstange ausgeübte Spannkraft betreffen. Der Wert kann aber auch eine abgeleitete Größe, wie etwa der
Restverfahrweg des Aktors sein.
Zusätzlich oder alternativ ist die Steuerung derart eingerichtet, dass diese bei Über- oder Unterschreiten eines vorbestimmten, von wenigstens einem Sensor erfassten Werts auf den Aktor wirkt.
Bevorzugt sind die Steuerung und die Führungsbuchse kabellos miteinander verbunden.
Insbesondere erlaubt eine kabellose Kommunikation zwischen Steuerung und
Führungsbuchse auch eine Anbindung der Steuerung mittels Tabletcomputern oder
Smartphones
Weiter wird eine Werkzeugmaschine mit einer Führungsbuchse, wie vorstehend erläutert, vorgestellt.
Bei den verwendeten Sensoren handelt es sich im Wesentlichen um Kraft- oder
Drucksensoren und Abstandssensoren. Alternativ können auch Schalter, beispielsweise Endlagenschalter verwendet werden, die bei Erreichen einer vorbestimmten Position der Spannzange bzw. des Aktors einen Alarm ausgeben und/oder die Maschine anhalten. Die
Verwendung anderer Sensoren zum Bestimmen der Position der Spannzange bzw. des Aktors oder der von der Spannzange vermittelten Spannkraft ist möglich.
Schließlich ist auch ein Verfahren zur Steuerung einer derartigen Werkzeugmaschine vorgesehen, dass die folgenden Schritte aufweist: Einspannen einer Werkstoffstange in die Führungsbuchse, Erfassen der axialen Position und/oder der radialen Ausdehnung der Spannzange in der Spannzangenaufnahme und/oder der radial nach Außen von der
Spannzange vermittelten, auf die Spannzangenaufnahme wirkenden Kraft, und
bei Erfassen eines eine vorbestimmte Position und/oder eine vorbestimmte radiale
Ausdehnung und/oder eine vorbestimmte Kraft über- oder unterschreitenden Werts Ausgeben eines Alarms und/oder Einwirken auf den Aktor bis der über- oder unterschrittene Wert wieder unter- oder überschritten ist oder Abschalten der Werkzeugmaschine.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten, besonders bevorzugt ausgestalteten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Führungsbuchse 10 zum Führen einer (nicht dargestellten) Werkstoffstange. Die Führungsbuchse 10 weist eine Spannzangenaufnahme 20 und eine darin axial verschieblich gelagerte Spannzange 30 auf. Die Spannzange 30 ist als Doppelkonuszange ausgebildet, wobei die Vorspannung der Spannzange 30 durch einen Pneumatikkolben aufgebracht wird, der über den Aktor 40 auf die Spannzangenaufnahme 20 wirkt.
Die Spannzange 30 wird von einem pneumatisch angetriebenen Aktor 40 axial verschoben, sodass die Spannzange 30 durch Auflaufen auf die konisch ausgebildeten Sitzflächen unterschiedlich starke Klemmkräfte ausbilden kann. Die Einschraubtiefe des Aktors (40) bestimmt die Voreinstellung der Spannzange (30).
Im gezeigten Beispiel ist nun ein in der Führungsbuchse 10 fixierter Sensor 50 vorgesehen, der den Abstand zwischen einem in der Führungsbuchse 10 axial unbeweglichem Teil und dem Pneumatikkolben bzw. dem Aktor 40 erfasst. Hierzu kann der Aktor 40 beispielsweise einen Flansch aufweisen.
Mittels des Sensors 50 wird also die axiale Position der Spannzange 30 in der Spannzangenaufnahme 20 indirekt durch die Bestimmung der Position des Aktors 40 relativ zur Führungsbuchse 10 bestimmt. Gleichzeitig kann damit der maximal zur Verfügung stehende Verfahrweg des Aktors 40 und die daraus resultierende Klemmkapazität der Spannzange 30 bestimmt werden. Unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften der Materialstange können hier beispielsweise maximal oder minimal zu erreichende Werte vorgegeben sein, die - um eine Beschädigung des Materials zu vermeiden - nicht über- oder unterschritten werden dürfen.
Claims
1. Führungsbuchse (10) zum Führen einer Werkstoffstange, mit einer in einer
Spannzangenaufnahme (20) axial verschieblich gelagerten Spannzange (30) und einem zur axialen Bewegung der Spannzange (30) eingerichteten Aktor (40), gekennzeichnet durch wenigstens einen die axiale Position und/oder die radiale Ausdehnung und/oder die Spannkraft der Spannzange (30) in der Spannzangenaufnahme (20) direkt oder indirekt erfassenden Sensor (50).
2. Führungsbuchse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (50) die Position des Aktors (40) relativ zur Führungsbuchse (10) erfasst, wobei die Spannzange (30) fest mit dem Aktor (40) verbunden ist.
3. Führungsbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Sensor das Spaltmaß zwischen dem Innendurchmesser der Spannzangenaufnahme (20) und dem Außendurchmesser der Spannzange (30) erfasst.
4. Führungsbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen den radial nach Außen von der Spannzange (20) vermittelten, auf die Spannzangenaufnahme (20) wirkenden Kraft erfassenden Sensor.
5. Führungsbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Spannzange (30) eine Zugzange oder eine
Doppelkonuszange ist.
6. Führungsbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine bei Über- oder Unterschreiten eines vorbestimmten, von wenigstens einem Sensor erfassten Werts ein Alarmsignal ausgebenden Steuerung.
7. Führungsbuchse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine bei Über- oder Unterschreiten eines vorbestimmten, von wenigstens einem Sensor erfassten Werts auf den Aktor (40) wirkenden Steuerung.
8. Führungsbuchse (10) nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung kabellos mit der Führungsbuchse (10) verbunden ist.
9. Werkzeugmaschine mit einer Führungsbuchse nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.
10. Verfahren zur Steuerung einer Werkzeugmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 9, gekennzeichnet durch die Schritte:
- Einspannen einer Werkstoffstange in die Führungsbuchse (10),
- Erfassen der axialen Position und/oder der radialen Ausdehnung der
Spannzange (30) in der Spannzangenaufnahme (20) und/oder der radial nach Außen von der Spannzange (20) vermittelten, auf die Spannzangenaufnahme (20) wirkenden Kraft, und
- bei Erfassen eines eine vorbestimmte Position und/oder eine vorbestimmte radiale Ausdehnung und/oder einen vorbestimmten Druck über- oder unterschreitenden Werts Ausgeben eines Alarms und/oder Einwirken auf den Aktor (40) bis der über- oder unterschrittene Wert wieder unter- oder überschritten ist oder Abschalten der Werkzeugmaschine.
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Publications (1)
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|---|---|
| WO2019179546A1 true WO2019179546A1 (de) | 2019-09-26 |
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Legal Events
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
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