DE2264238A1

DE2264238A1 - Einrichtung an werkzeugmaschinen mit kraftbetaetigten werkzeugschlitten

Info

Publication number: DE2264238A1
Application number: DE19722264238
Authority: DE
Inventors: Werner Latten
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1972-12-30
Filing date: 1972-12-30
Publication date: 1974-08-08
Also published as: GB1437967A; CH561579A5; JPS4997381A; FR2212214B3; FR2212214A1

Description

Werkzeugmaschinenfabrik Gilderaeister & Comp.,Aktiengesellschaft,

48 Bielefeld, Am Hauptbahnhof

Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit kraftbetätigten Werkzeugschlitten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit kraftbetätigten Werkzeugschlitten, denen zur Steuerung des Bewegungsablaufes Mittel für wegabhängige Informationen, wie verstellbare Anschläge, Schalter od.dgl. zugeordnet sind.

Bei den meisten bekannten Haschinen dieser Art müssen diese Mittel beim Einrichten oder beim Umrüsten der Maschine durch manuelle Tätigkeit verstellt werden. Aus diesem Grundszie erfordert das Einrichten und Umrüsten von Werkzeugmaschinen, die mit einer größeren Anzahl von Werkzeugschlitten ausgestattet sind, beispielsweise von Mehrspindel-Drehautomaten, einen beträchtlichen Zeitaufwand. Wegen dieser beträchtlichen Einricht- und Umrüstzeiten werden Mehrspindel-Drehautomaten bisher vorweigend in der Großserienfertigung eingesetzt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit kraftgesteuerten Werkzeugschlitten zu schaffen, die ein schnelles Ein- und Verstellen der zur Steuerung des Bewegungsablaufs der Schlitten benötigten Mittel für wegabhängige Informationen, wie Anschläge, Schalter od.dgl., ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß im wesentlichen darin, daß zum Ein- und Verstellen dieser Mittel mindestens ein numerisch gesteuerter Hilfsantrieb vorgesehen ist. Vorzugsweise verwendet man zu diesem Zweck numerisch steuerbare Schrittmotoren, die mit den genannten Mitteln in Wirkverbindung stehen oder in Wirkverbindung gebracht werden können und die diese Mittel entsprechend einem in die numerische Steuerung eingegebenen Hilfsbefehl verstellen.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ergeben sich folgende Vorteile:

a) Das Einrichten und Umrüsten der Maschine auf ein anderes Werkstück erfordert nur einen geringen Zeitaufwand,

b) zum Ein- und Verstellen der Inforeintionsmittel aller Schlitten einer Maschine ist nur eine einzige, einfach ausgeführte und daher kostengünstige numerische Steuerung erforderlich,

c) infolge der kurzen Einricht- und Umrüstzeiten können auf Maschinen mit mehreren Werkzeugschlitten, beispielsweise auf Mehrspindel-Drehautomaten, auch kleinere Losgrößen von Werkstücken mit hohem Schwierigkeitsgrad wirtschaftlich gefertigt werden.

Es sind zwar schon programmgesteuerte Werkzeugmaschinen mit einem Kreuzschlitten, d.h. mit einem Längs- und einem Querschlitten bekannt, bei denen die Informationen für die Schlittenwege mittels Lochstreifen eingegeben und in einer

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numerischen Steuerung verarbeitet werden, jedoch würde die Anwendung solcher Programmsteuerungen bei Werkzeugmaschinen mit einer größeren Anzahl von Werkzeugschlitten einen enormen Kostenaufwand erfordern. Außerdem würden dabei die Leser- und Informationsträger der Steuerung einem starken Verschleiß unterliegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine an der Stirnseite des Spindelständers eines Mehrspindel-Drehautomaten zu befestigende Konsole mit einem darauf angeordneten Werkzeugschlitten im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1.

Bei einem Mehrspindel-Drehautomaten wird üblicherweise jeder Spindellage mindestens ein auf einer Konsole 1 verschieblich angeordneter Werkzeugschlitten 2 zugeordnet, auf dem mindestens ein Werkzeug festgespannt wird. Der Antrieb des Werkzeugschlittens 2 erfolgt gemäß Fig. 1 durch einen in einem Druckmittelzylinder 3 angeordneten Kolben, dessen Stange 4 fest mit dem Schlitten 2 verbunden ist. Der Vor— schubweg des Schlittens 2 wird durch eine mit einem Anschlagring 51 versehene Schraube 5 begrenzt, die mit der Spindel 6 eines am hinteren Ende der Konsole 1 befestigten Schrittmotors 7 verdrehsicher in Verbindung steht und durch eine fest mit der Konsole 1 verbundene Klemmvorrichtung in ihrer jeweiligen Lage festklemmbar ist.

Gemäß Fig. 2 ist an der Konsole 1 noch ein zweiter Schrittmotor 9 befestigt, dessen Ausgangswelle als Gewindespindel ausgebildet ist. Auf dieser Gewindespindel ist ein mit entsprechendem Innengewinde versehener Nocken 11 angeordnet, der

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in der Konsole 1 verdrehsicher geführt ist. Der Nocken 11 betätigt einen Schalter 16, der am Schlitten 2 befestigt ist und der nur beim Anstoßen in einer Richtung anspricht, während er durch den Schlitten 2 am Nocken 11 vorbeibewegt wird, wobei er die Vorschubgeschwindigkeit von Eilgang auf Arbeitsgang umschaltet.

In der Konsole 1 sind ferner zwei Bezugspunktschalter 12 und 13 befestigt, von denen einer (12) im Bewegungsbereich des Anschlagringes 51 der Schraube 5 und der andere (13) im Bewegungsbereich des Nockens 11 liegt.

Die Schalter 12 und 13 werden beim erstmaligen Einrichten von dem Anschlagring 51 bzw. vom Nocken 11 angefahren, um der numerischen Steuerung eine Wegmeßbasis zu geben. Im Betriebszustand wird die Gewindespindel 10 durch eine Klemmvorrichtung 14 in ihrer Lage fixiert.

Beim Einstellen der Maschine auf ein Werkstück wird zunächst eine einachsige, vom Schlitten 1 getrennt angeordnete numerische Steuerung mit den Schrittmotoren 7 und 9, den Schaltern 12, und 16 und den Klemmvorrichtungen 8 und 14 in Wirkverbindung gebracht.

Vom Bedienungspult der nicht gezeigten numerischen Steuerung aus werden zunächst die Klemmvorrichtungen 8 und 14 gelöst. Anschließend wird durch Einschalten des Stellmotors 7 die Schraube 5 bis zum Auftreffen auf den Schalter 12 und durch Einschalten des Stellmotors 9 der Nocken 11 bis zum Auftreffen auf den Schalter 13 verschoben. Die dabei von den Schaltern 12 und 13 ausgehenden Impulse werden von der njnumerischen Steuerung interpretiert und d^ienen als Ausgangsbasis für die Wegmessung.

Danach werden die Anschlagschraube 5 und der Nocken 11, ausgehend von dieser Ausgangsbasis, durch Betätigung einer Steuerungstaste "Verstellung ausführen" und das dadurch bewirkte

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Einschalten der Stellmotoren 7 und 9 entsprechend den am Bedienungspult, beispielsweise an Dekadenschaltern der
Steuerung eingestellten Wegmaßen verstellt. Anschließend werden die Schraube 5 und die Spindel 10 mittels der
Vorrichtungen 8 bzw. 14 in den eingestellten Lagen festgeklemmt. Danach kann die Wirkverbindung zwischen der numerischen Steuerung und dem Schlitten aufgehoben und die Steuerung zum Umrüsten eines v/eiteren 'Werkzeugschlittens derselben oder einer anderen Maschine benutzt werden.

Nach der Einstellung der Mittel für wegabhängige Informationen ergibt sich folgender Bewegungsablauf für den Schlitten:

Verfahren des Schlittens von der Ausgangsstellung bis zur Betätigung des Schalters 16 durch die Nocke 11 im Eilgang. Durch die Betätigung des Schalters 16 wird von Eilgang auf Arbeitsgang umgeschaltet. Der v/eitere Schlittenvorschub im Arbeitsgang wird durch den Anschlagring 51 begrenzt. Gleichzeitig mit der Anlage des Schlittens 2 an dem Anschlagring 51 wird ein Ventil durch eine nicht dargestellte Einrichtung so umgesteuert, daß der Rücklauf des Schlittens im Eilgang bis in seine Ausgangsstellung erfolgt. Damit ist ein Bew^egungszyklus des Schlittens beendet.

Soll während der Bearbeitung, beispielsweise zum Ausgleich von Werkzeugverschleiß, eine Verstellung der Anschlag—
schraube 5 erfolgen, so entfällt das Fahren zum Schalter 12, da die vorherige Stellung der Schraube 5 bekannt und damit Bezugspunkt ist. Es wird lediglich das gewünschte
Verstellmaß in die Steuerung eingegeben und ein Programm wirksam, das zunächst ein Lösen der Klemmvorrichtung 8,
anschließend ein Einschalten des Stellmotors 7 bis zum
Verstellen der Schraube 5 um das eingegebene Maß und anschließend ein Festklemmen der Schraube 5 durch die Vorrichtung 8 bewirkt.

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Naturgemäß sind die Ausführungsmöglichkeiten durch das dargestellte und beschriebene Beispiel nicht erschöpft.

50 ist es beispielsweise möglich, die Anschlagschraube 5,

51 durch einen elektrischen Endabschalter zu ersetzen. Ferner ist es möglich, anstelle der beiden Schrittmotoren 7 und nur einen einzigen Schrittmotor vorzusehen, der wahlweise mit der Spindel 6 oder der Spindel 10 kuppelbar ist.

Bei Verwendung von Schrittmotoren müssen Bezugspunkte für die von der numerischen Steuerung einzugebenden Weginformationen vorgesehen werden. Das ist beim Einsatz von Stellmotoren und absoluten direkten und indirekten Wegmeßsystemen nicht erforderlich; vielmehr genügt bei einem direkten Wegmeßsystem für das Verstellen der Anschlagschraube 5,51 eine Meßlänge entsprechend dem maximalen Vorstellweg, für die Verstellung des Schaltnockens 11 ein Wegmeßsystem mit grober Auflösung, beispielsweise 0,1 mm.

Das vorerwähnte Eingeben der Weginformationen am Bedienungspult der numerischen Steuerung erfolgt für die einzelnen Schlitten manuell, beispielsweise über Dekadenschalter. Es ist aber auch möglich, die Daten in einer Lochkarte oder einem Lochstreifen zu speichern und sie so in die Numerik einzugeben.

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Claims

Patentansprüche

1.J Einrichtung an Werkzeugmaschinen mit kraftbetätigten Werkzeugschlitten, denen zur Steuerung des Bewegungsablaufs Mittel für wegabhängige Informationen, wie verstellbare Anschläge, Schalter od.dgl. zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ein- und Verstellen dieser Mittel mindestens ein numerisch gesteuerter Hilfsantrieb vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder numerische Hilfsantrieb aus einem numerisch steuerbaren Schrittmotor (7,9) besteht—

3.Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aäs Hilfsantriebe Stellantriebe in Verbindung mit Wegmeßsystemen vorgesehen sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Schrittmotor (7,9) mit einem verstellbaren Anschlag (51 bzw. 11)in Wirkverbindung steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Anschläge (5,51) oder deren Träger (10) in jeder Lage festklemmbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bewegungsbahnen der verstellbaren Anschläge (51 und 11) je ein Schalter (12 bzw. 13) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitten (2) ein Endabschalter (16) vorgesehen ist, der beim Vor- und Rücklauf des Schlittens (2) an dem verstellbaren Anschlag (11) vorbeibewegt, aber nur in einer Bewegungsrichtung des Schlittens (2) betätigt wird,

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8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Werkzeugschlitten (2) nur ein Hilfsantrieb zugeordnet ist, der durch Kupplungen wahlweise mit der Antriebsspindel 6 des Anschlages (5,51) oder der Gewindespindel (10) des Anschlages (11) kuppelbar ist.

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