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Einrichtung zur Begrenzung und Umsteuerung der Arbeitsbewegung eines
hin- und hergehenden Maschinenteiles Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
automatischen Begrenzung und Umsteuerung der Arbeitsbewegung eines hydraulisch angetriebenen
hin- und hergehenden Maschinenteiles, insbesondere einer Fräsmaschine.
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Es ist bekannt, zwecks Anzeige von Grenzstellungen einer Bewegung
optische oder akustische Signale durch Kontakte, die in den Taster eingebaut sind,
zu betätigen. Solche Einrichtungen sind jedoch nur für die Bedienung der Bewegungen
von Hand geeignet. Es ist ferner bekannt, zum Kopierfräsen Modellformen mit einem
Taster zu bestreichen und dadurch im Taster elektrische Kontakte auszulösen, welche
Stromkreise zur Betätigung automatischer Vorschubrichtungen für das Werkstück oder
den Fräser einschalten. Diese Steuerungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie
nur in einer Richtung der Bewegung wirken. Es wurde z@var versucht, z. B. durch
lichtelektrische Abtastung oder durch Taster mit eingebauten Widerstandsgebern Umkehrsteuerungen
zu betätigen. Diese Steuerungen sind in ihrem Aufbau kompliziert und haben sich
im rauben Werkstattbetrieb nicht bewährt, weil sie störungsanfällig sind und verhältnismäßig
langsam arbeiten.
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Es sind ferner auch Einrichtungen zur automatischen Begrenzung der
Tiefe bekannt. bei welchen der Fräser nur bis zu einer bestimmten Schnittiefe in
das Werkstück eindringt. Mit derartigen Einrichtungen kann man auch im Zeilenverfahren
in mehrfacher Schichtabnahme auf einer fühlergesteuerten Nachformfräsmaschine arbeiten,
wobei ein von einem verstellbaren Anschlag gesteuerter Endschalter den Tiefenvorschub
begrenzt, obwohl der Fühler noch nicht mit dem Modell in Berührung steht. Derartige
Steuersysteme eignen sich nur für Modell- und Werkstückformen, die ebene Abschlußflächen
besitzen.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich von bekannten
Ausführungen dadurch, daß unter Verwendung eines elektrisch leitenden Tasters, der
am hydraulisch bewegten Maschinenteil angeordnet ist, ein Zusammenwirken mittels
Stromschluß mit einer durch mindestens zwei elektrisch leitende Anschlagkanten gebildeten
Steuerkurve vorgesehen ist, wobei die Steuerkurve und der Taster an einem zwei elektrische
Betätigungsvorrichtungen aufweisenden Stromkreis angeschlossen ist und jede der
beiden Betätigungsvorrichtungen zur Steuerung des hydraulischen Antriebs des Maschinenteils
in einer Bewegungsrichtung desselben bestimmt und je einer der beiden Anschlagkanten
zugeordnet ist, wobei jeder Betätigungsvorrichtung ein zum Zusammenwirken mit dem
genannten Maschinenteil bestimmter Anschlag zugeordnet ist, und die beiden Anschläge
auf einer Schaltstange verstellbar angeordnet sind, die mit einem elektrischen Schalter
in Wirkungsverbindung steht. Die Verwendung von elektrisch leitenden Anschlagkanten
gestattet als großen Vorteil das Umwenden der Vorschubbewegung an Modellen und Werkstücken
mit ebenen und unebenen Abschlußflächen. Querschnittsformen irgendwelcher Form können
deshalb automatisch kopiert werden. Die nach der Erfindung angewendeten Endschalter
sind als Ergänzung der Umsteuerschablone vorgesehen und weisen den Vorteil auf,
im Falle von Nichtfunktionieren der Umkehrvorrichtung die ganze Maschine stillzulegen.
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In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Einrichtung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 ein Prinzipschema der ersten Ausführungsform
in Verbindung mit einer hydraulischen Servosteuerung für den Antrieb des hin- und
hergehenden Spindelkopfes einer Kopierfräsmaschine und Fig. 2 ein Prinzipschema
der zweiten Ausführungsform der Einrichtung.
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Ein mit einer (nicht dargestellten) elektrischen Stromquelle verbundener
Transformer 1 ist mit zwei Magneten 2 und 3 eines hydraulischen Steuerventils 4
verbunden, dessen Schieber 5 durch die beiden Magneten 2 und 3 betätigt wird. Jeder
der beiden Magneten 2 und 3 steht mit einem Kontaktdraht 40 bzw.
50
in Verbindung. Die Kontaktdrähte 40 und 50 bilden zusammen eine Schablone und weisen
eine dem zu bearbeitenden Werkstück entsprechende Kontur auf. Ein Taster 6, der
zum Zusammenwirken mit den beiden Kontaktdrähten 40 und 50 bestimmt ist, steht mit
dem zweiten Pol des Transformers 1 in Verbinddung und ist an einem Tastknopf 7 befestigt,
der am Spindelkopf 8 der Fräsmaschine angebaut ist. Der letztere steht über eine
Kolbenstange 9 mit einem Kolben 10 in Verbindung, der in einem Zylinder 11 verschiebbar
gelagert ist. Die beiden Enden des Zylinders 11 sind über Rohrleitungen 12 und 13
für eine zum Antrieb des Kolbens dienende Druckflüssigkeit am Steuerventil 4 angeschlossen.
Das Steuerventil steht seinerseits über eine Zuführleitung 14 und zwei Rückführleitungen
15 und 16 mit einer Förderpumpe (nicht dargestellt) für die Druckflüssigkeit in
Verbindung-Wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, sind in der horizontalen
Bewegungsbahn des Tastkopfes zwei Anschläge 17 und 18 vorgesehen, die verstellbar
auf einer Schaltstange 19 befestigt sind. Die Schaltstange ist an einem festen Teil
der Maschine verschiebbar angeordnet und steht mit einem durch zwei federbelastete
Hebel gebildeten Rückführmechanismus 20 in Wirkungsverbindung, der bestimmt ist,
bei Verschiebung der Schaltstange infolge Auflaufen des Tastkopfes an einem der
beiden Anschläge 17 oder 18 dieselbe in deren Ursprungslage zurückzubewegen. Auf
der Schaltstange 19 ist weiter ein Schaltstück 21 angeordnet, das zwei Schaltnocken
21 a und 21 b aufweist, gegen welche Nocken Betätigungsglieder 22 a bzw. 22 b eines
Schalters 22 anliegen. Der Schalter 22 ist auf einem Schlitten 23 gelagert, gegen
den ein Schaltglied 24a eines Sicherheitsschalters 24 anliegt. Die beiden den Schaltgliedern
22a und 22b zugehörigen Schaltkontakte sind mit Magneten 2 bzw. 3
und mit dem Transformer 1 verbunden, wobei die Verbindung zum Transformer über den
Schalter 24 hergestellt ist. Ein Handschalter 25 ist an der Maschine vorgesehen
und steht einerseits mit den beiden Magneten 2 und 3 und andererseits ebenfalls
über den Schalter 24 mit dem Transformer in Verbindung. Durch den Transformer 1
wird zudem ein Steuergerät 26 für den Antrieb der Maschine gespeist, wobei die Verbindung
zum einen Pol des Transformers ebenfalls über den Schalter 24 hergestellt ist.
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Im Betrieb der Maschine bewegt sich der Spindelkopf in einer durch
die Kolbenbewegung bestimmten Richtung über das Werkstück. Beim Auflaufen des am
Spindelkopf 8 angeschlossenen Tasters an einem der Kontaktdrähte, beispielsweise
am Kontaktdraht 40, wird der elektrische Stromkreis über diesen zu dem demselben
zugeordneten Magneten 3 geschlossen, wodurch dieser erregt wird und den Schieber
5 in die in Fig. 1 dargestellte Lage anzieht. Die durch die Leitung 14 in das Steuerventil
zugeführte Druckflüssigkeit fließt demzufolge durch die Leitung 12 in den Zylinder
11 und bewegt den Kolben 10 und über die Kolbenstange 9 auch den Spindelkopf 8 aus
der in Fig. 1 dargestellten Lage nach rechts. Nach Zurücklegung eines durch die
örtliche Distanz zwischen den Kontaktdrähten 40 und 50 bestimmten Weges läuft der
Spindelkopf 8 mit dessen Taster 6 am Kontaktdraht 50 auf, wodurch der Stromkreis
zum Magneten 2 geschlossen wird, so daß der Schieber 5 in dessen andere Endstellung
verschoben wird und die Druckflüssigkeit dem Zylinder 11 durch die Leitung 13 zufließt.
Der Kolben 10 und der Spindelkopf 8 werden somit in einer zur vorhergehenden entgegengesetzten
Richtung bewegt, bis sich der ganze Vorgang durch Auflaufen des Tasters 6 am Kontaktdraht
40 wiederholt.
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Während die Kontaktdrähte 40 und 50 zur Begrenzung der Arbeitsbewegung
des Spindelkopfes entlang gekrümmter Begrenzungslinien bestimmt sind, dienen die
Anschläge 17 und 18 zur Begrenzung desselben entlang geraden Linien. Beim Auflaufen
des Tas.tkopfes 7 am Anschlag 17 wird über die Schaltstange 19 das Schaltstück 21
verschoben, so daß durch dessen Nocken 21 a das Betätigungsglied 22 b des Schalters
22 betätigt wird, wodurch der Stromkreis zum Magneten 3 geschlossen wird. Dieser
bewirkt die Umsteuerung des Spindelkopfes 8 in der oben beschriebenen Weise. Entsprechend
geschieht auch die Umsteuerung des Spindelkopfes 8 bei der Betätigung der Schaltstange
über den Anschlag 18. In beiden Fällen wird diese letztere nach der Entlastung der
Anschläge 17 oder 18 durch den Tastkopf 7 infolge Umsteuerung des Spindelkopfes
8 mittels des Rückführmechanismus 20 in deren Ursprungslage zurückbewegt.
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Wird beim Aufladen des Tastkopfes 7 an einem der Anschläge 17 oder
18 der Spindelkopf infolge Versagens irgendeines Teiles nicht umgesteuert, so verschiebt
sich der Schalter 22 mit dessen Schlitten 23 so, daß das Schaltglied 24a des Schalters
24 den Steuerstromkreis der ganzen Maschine unterbricht, so daß diese stillgesetzt
wird.
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Mittels der beiden Druckknöpfe des Schalters 25 kann die Bewegung
des Spindelkopfes 8 entsprechend umgesteuert werden, so daß ein willkürlicher Eingriff
in den Arbeitsvorgang der Maschine möglich ist.
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In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden
Kontaktdrähte 40 und 50 über den Sicherheitsschalter 24 gemeinsam mit dem einen
Pol des Transformers 1 verbunden. Der Taster 6 ist an der Spule eines Umschaltrelais
27 angeschlossen, das zusammen mit den beiden Magneten 2 und 3 mit dem anderen Pol
des Transformers 1 in Verbindung steht. Das Umschaltrelais 27 weist einen Kontakt
27a und einen Kontakt 27b auf, wobei der erstere mit dem Magneten 2 und der letztere
mit dem Magneten 3 in Verbindung steht. Die Eingangsseite der Relaiskontakte ist
über den Sicherheitsschalter 24 am Transformer 1 angeschlossen. Die mit dem Taster
6 verbundene Seite der Spule des Relais 27 steht über die Schalter 22 und 25 und
den Sicherheitsschalter 24 mit dem gleichen Pol des Transformers 1 in Verbindung.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Schalter 22 und: 25 beide nur je
ein Betätigungsglied bzw. einen Druckknopf auf.
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Wenn der Taster 6 im Betrieb der Maschine an einem der beiden Kontaktdrähte
40 oder 50 aufläuft, so wird der Stromkreis zur Spule des Relais 27 geschlossen,
das anzieht und entsprechend seiner bisherigen Stellung den entgegengesetzten der
beiden Kontakte schließt bzw. den mit demselben verbundenen Magneten 2 oder 3- erregt,
wodurch der Spindelkopf 8 durch Betätigung des Schiebers 4 umgesteuert v#ird, wie
beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beschrieben. Statt die Umsteuerung mittels
Taster 6 und Kontaktdraht 40 oder 50 zu bewirken, kann diese auch hier mittels der
Anschläge 17 und 18 geschehen, wobei infolge Betätigung der Schaltstange 19 der
Stromkreis zur Spule des Umschaltrelais 27 geschlossen wird und dasselbe die Umsteuerung
des Spindelkopfes über einen der Magneten bewirkt. In gleicher Weise geschieht auch
die Umsteuerung von Hand durch Betätigung des Druckknopfschalters 25. Im übrigen
ist
die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels gleich
wie bei demjenigen gemäß Fig. 1.
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Statt Kontaktdrähte können auch irgendwelche andere leitende Kontaktbahnen
oder Kanten verwendet werden, so z. B. elektrisch leitende Schablonen. Die in Fig.
2 dargestellte Schaltung eignet sich insbesondere zur Verwendung mit einem als Schablone
dienenden, elektrisch leitenden Werkstück, da die beiden Begrenzungs- oder Flächenkanten
nicht getrennt angeschlossen werden müssen.