DE1231089B - Messsteuerung in Verbindung mit einer Kopiersteuerung an einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B23b

Deutsche Kl.: 49 a - 36/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1231089
F41458Ib/49a
3. Dezember 1963
22. Dezember 1966

An Werkzeugmaschinen ist eine Meßsteuerung bekannt, bei der zur Kompensation von Temperatureinflüssen und/oder Werkzeugverschleiß in der Steuerkette zwischen Werkzeug und Werkstück ein Dehnstab angeordnet ist, dessen Längenänderungen durch Werkstückmessung selbsttätig steuerbar sind.

Diese Meßsteuerung verwendet z. B. einen induktiv erwärmbaren Dehnstab, bei welcher durch den Dehnstab die Lage des Werkzeug- oder Werkstückhalters relativ zum Maschinenschlitten oder des Maschinenschlittens relativ zum Maschinenbett unmittelbar verstellt wird. Sie bedingt eine Konstruktion, bei welcher der Dehnstab im Bereich des Hauptkraftflusses der Maschine liegt.

Die vorliegende Erfindung zeigt eine Vorrichtung, die den Einbau des Dehnstabes in den Bereich des Hauptkraftflusses vermeidet. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnstab im Steuerteil einer Kopiersteuerung angeordnet ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, die Verstellung von Bauelementen vorzunehmen, die nicht durch den Hauptkraftfluß der Werkzeugmaschine betroffen sind, sondern nur den verhältnismäßig schwachen Steuerkraftfluß zu übertragen haben. Der Dehnstab muß nicht schwere Maschinenschlitten, Werkzeughalter oder Bearbeitungseinheiten verschieben, sondern leichte Elemente des Steuersystems verstellen, bei denen eine geringe Längenveränderung durch geometrisch geeigneten Einbau in einen größeren Verstellweg übersetzt werden kann. Wenn der Dehnstab an den Bauelementen elastische Deformationen zu erzeugen hat, so muß er die dazu nötigen Kräfte tragen. Diese Kräfte sind aber klein und konstant, während der Hauptkraftfluß einer Werkzeugmaschine oft starken Schwankungen unterworfen ist. Infolge der dadurch möglichen verringerten Dimensionen des Dehnstabes können die Längenänderungen trägheitsloser erfolgen.

Die Erfindung wird anschließend an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine ■ Kopier-Drehmaschine mit dem gemäß einer ersten Ausführungsform in den Verstellhebelarm des schwenkbaren Schablonenträgers eingebauten Dehnstab,

F i g. 2 die Kopier-Drehmaschine nach F i g. 1 mit dem gemäß einer weiteren Ausführungsform in den Tasterhebel eingebauten Dehnstab,

F i g. 3 das Verformungsbild und die Verstellfunktion des Tasterhebels nach F i g. 2, Fig.4 die Kopier-Drehmaschine nach Fig. 1 mit Meßsteuerung in Verbindung mit einer
Kopiersteuerung an einer Werkzeugmaschine

Anmelder:

Georg Fischer Aktiengesellschaft,
Schaffhausen (Schweiz)

Vertreter:

ίο Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ. D. Lewinsky,
Patentanwalt,
München-Pasing, Agnes-Bernauer-Str. 202

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hansjorg Renker, Schaffhausen

(Schweiz);

Dipl.-Ing. Arnold Forster, Bad Nauheim

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 27. September 1963 (11936)

einer gemäß einer weiteren Ausführungsform durch den Dehnstab verstellbaren Steuersäule,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch die hydraulischen Kopiersteuerorgane mit dem gemäß einer weiteren Ausführungsform als Schieberstange ausgebildeten Dehnstab und

F i g. 6 einen Teilschnitt wie F i g. 5 mit einer gemäß einer weiteren Ausführungsform durch den Dehnstab verstellbaren Büchse.

In Fig. 1 sind die Hauptteile einer Kopier-Drehmaschine dargestellt, die ein hydraulisches Kopiersteuersystem direkt tragen und an der Formgebung eines um eine Drehachse 1 rotierenden Werkstückes 2 beteiligt sind. Ein Werkzeughalter 4 mit einem Werkzeug 3 ist auf einem Kopierschlitten 5 angeordnet, der in angedeuteten Führungen 48 eines Längsschlittens 6 verschiebbar ist. Der Längsschlitten 6 ist auf angedeuteten, parallel zur Drehachse 1 verlaufenden Führungen 47 eines Maschinenbettes 7 verschiebbar. Das letztere sowie zwei Seitenträger 9, von denen in der F i g. 1 nur der eine sichtbar ist, sind auf einem Sockel 8 angeordnet. Damit haben alle Teile, die mit den Seitenträgern 9 verbunden sind, in bezug auf die Drehachsel eine feste bestimmte Lage. Die an sich bekannten Bauelemente einer hydraulischen Kopiersteuerung sind in F i g. 2 ersichtlich. Es sind dies ein Schablonenhalter 10, der

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mittels Träger 33 an den beiden Seitenträgern 9 der Spule 19 ein Verschieben der Kopierschablone angeordnet und in dem eine Kopierschablone 11 11 nach oben und damit ein Verschieben des Kopieroder ein Musterstück befestigt ist. Ferner ist ein am Schlittens 5 nach oben gesteuert werden.
Kopierschlitten 5 angeordneter Tasterkopf 37 dar- Gemäß F i g. 2 ist der Dehnstab 18 mit der Spule gestellt, der einen um einen Lagerbolzen 14 kipp- 5 19 direkt an Lappen 49, SO des um den Lagerbolzen baren Tasterhebel 13 mit einem Taster 12 trägt. 14 schwenkbaren, elastischen Tasterhebels 34 mit

An dem dem Taster 12 entgegengesetzten Ende dem Taster 12 angeordnet. Die Kopierschablone 10

des Tasterhebels 13 ist in geeigneter Weise mittels ist (in Abweichung von F i g. 1) mittels der Träger

eines Bolzens 15 eine an einem Steuerschieber 17 33 fest an den Seitenträgern 9 angeordnet,

angeordnete Schieberstange 16 angelenkt. Im Ko- io An Hand von F i g. 3 kann die Verstellfunktion

pierschlitten 5 ist in Richtung parallel zu den Füh- dieses Tasterhebels erläutert werden. Punkt A be-

rungen 48 des letzteren eine Bohrung mit einer zeichnet den Berührungspunkt zwischen dem Taster

Steuerkante41 für den Kopiersteuerschieber 17 er- 12 und der Schablonen, PunktB die Verbindung

kennbar, über die in nicht dargestellter, an sich be- zwischen Tasterhebel 34 und dem Kopierschlitten 5

kannter Weise die Steuerung der hydraulischen 15 und damit die Lage des Kopierschlittens 5 gegen-

Kopierdreheinrichtung erfolgt. über der Schablone 11 und Punkt C die Verbindung

Die Fig. 1 zeigt den Einbau eines Dehnstabes 18 zum Steuerschieber 17 und damit zur Steuerkante in einem Verstellhebelarm 29 eines schwenkbaren 41. Voll ausgezogen ist die unverbogene Form des ,Trägers30, der in den Seitenträgem9 auf Lager- Tasterhebels an der Schablonen anliegend, punkzapfen 30 schwenkbar gelagert ist. An den Seiten- 20 tiert die gleiche Form um die Strecke Z₁ nach unten trägern 9 sind ein Steg 20 mit einer gegen den Ver- verschoben. J₁ ist die Verlagerung des Punktes A Stellhebelarm 29 drückenden Druckfeder 21 und ein relativ zu Punkt B beim verbogenen Tasterhebel (geSteg 25 mit einer Stellschraube 24 angeordnet, diese strichelt gezeichnet). Durch das Kopiersystem wird Elemente dienen zur manuellen Feinverstellung der zwischen B-C der Abstand« eingehalten. Der AbKopierschablone 11. 25 stand B'-C' beim verbogenen Tasterhebel in der

An den beiden Enden des Trägers 30 ist je ein waagerechten Stellung (gestrichelt) ist größer als a Steg 32 angeordnet, der auf Gelenkzapfen 28 den um den Betrag/₂. Der Kopierschlitten muß also Schablonenhalter 10 trägt. Der letztere ist an einer um die Strecke B'-B" nach unten fahren, wodurch parallelogrammartigen Viergelenkkette, bestehend der Tasterhebel in die strichpunktiert gezeichnete, aus einem an den Seitenträgern 9 angeordneten Stab 30 geneigte Stellung kommt, bis der Abstand B"-C" = a 22 und zwei mittels Gelenkzapfen 26 miteinander ist. Nach Aufstellung der geometrischen Beziehungen verbundenen Parallelogrammstäben 23 und 27 auf- kommt man für die totale Verschiebung des Kopiergehängt, damit sich die Kopierschablone 11 auch bei Schlittens auf die folgende Formel:
großem Verstellweg durch die Stellschraube 24 nicht _ _ 21
stark aus ihrer Vertikalstellung neigt. Der Dehnstab 35 ^{A r} ~ ^{B + ß} ~^B ~h ⁺ ~f£ ' '²
18 ist von einer Spule 19 umgeben.

Im Normalzustand bearbeitet das Drehwerkzeug 3 In F i g. 4 ist eine Einbauvariante dargestellt, die

das Werkstück 2, wobei über den Taster 12, den dann zur Anwendung kommen kann, wenn eine im

Tasterhebel 13 und den Steuerschieber 17 mit der Kopierschlitten 5 verschiebbare Steuerhülse 36 den

Steuerkante 41 der Druckmittelfluß und damit die 40 Tasterkopf 37, den Tasterhebel 13 trägt und koaxial

Stellung des Kopierschlittens 5 in bezug auf die den Steuerschieber 17 aufnimmt. Der Dehnstab 18

Werkstückdrehachse 1 gesteuert wird. verbindet diese verschiebbare Steuerhülse 36 über

Die Wirkungsweise der in F i g. 1 schematisch einen Teil 35 mit dem Kopierschlitten 5. Bei Längendargestellten Meßsteuerung ist wie folgt: änderung des Dehnstabes 18 wird die Steuerhülse 36

Ein nicht dargestelltes Meß- und Steuergerät habe 45 und damit ihre Steuerkante gegenüber dem Steuerbeispielsweise an einem soeben fertig bearbeiteten schieber 17 axial verschoben und entsprechend die Werkstück 2 einen in bezug auf die Solltoleranz zu Lage des Werkzeugs korrigiert,
kleinen Werkstück-Durchmesser festgestellt. Durch Beim Steuersystem in F i g. 5 ist der Dehnstab 42 das Steuergerät wird der Spule 19 des Dehnstabes 18 als Verbindungsstange zwischen Tasterhebel 13 und dauernd oder impulsweise eine elektrische Energie- 50 Steuerschieber 17 eingebaut. Die Verstellfunktion ist menge zugeführt, durch die der Dehnstab 18 auf hier ganz ähnlich wie beim elastischen Tasterhebel eine entsprechende Temperatur erwärmt wird, der 34 in F i g. 2. Bei Verlängerung des Dehnstabes 42 wiederum eine definierte Länge des Dehnstabes ent- wird der Abstand in senkrechter Richtung in der spricht. Bei zu kleinem Werkstück wird die züge- Figur zwischen der Tasterhebellagerung 14 und der führte elektrische Energiemenge so lange erhöht, bis 55 in einer Büchse 40 der Steuersäule 38 angeordneten die gewünschte Längenänderung des Dehnstabes Steuerkante 41 zu groß, und der Kopierschlitten 5 erreicht ist. Infolge der Verlängerung des Dehn- muß nach unten fahren, damit der Tasterhebel 13 Stabes 18 wird der Träger 30 auf dem Lagerzapfen geschwenkt wird und der normale Abstand zwischen 31 im Uhrzeigersinn um einen geringen Betrag ver- Tasterhebellagerung 14 und Steuerkante 41 wiederschwenkt, wodurch sich der Steg 32 mit dem 60 hergestellt ist. Bei Verkürzung des Dehnstabes 18 Schablonenhalter 10 und der Schablone 11 senkt. tritt der umgekehrte Vorgang ein.
Dies hat eine Verschiebung des Steuerkolbens 17 zur Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß Folge, wodurch der Kopierschlitten 5 mit dem Werk- F i g. 6 ist ähnlich wie in F i g. 4 der Dehnstab 18 zeughalter 4 und dem Werkzeug 3 um einen bestimm- zwischen einer am Kopierschlitten 5 festgelegten ten Betrag von der Werkstückachse 1 Weg verschoben 65 Büchse 52 und einer in dieser verschiebbaren, die wird» Steuerkante 41 tragenden Steuerhülse 51 angeordnet,

Im gegenteiligen Sinne kann bei zu großem Werk- in der wiederum koaxial der Steuerschieber 17 sitzt,

stückdürchmesser durch geringere Energiezufuhr zu Beim Verlängern des Dehnstabes 18 verschieben

sich wieder die Steuerkanten der Hülse 57 und des Steuerschiebers 17 gegeneinander.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen erfolgt die durch die Meßsteuerung gesteuerte Längenänderung durch Wärmezufuhr mittels elektrischer Induktion. Für das schnellere Wiederabkühlen des Dehnstabes kann Luft verwendet werden, die gleichzeitig für die Staudruck-Meßeinrichtung dient.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Meßsteuerung in Verbindung mit einer Kopiersteuerung an einer Werkzeugmaschine, bei der zur Kompensation von Temperatureinflüssen und/oder Werkzeugverschleiß in der Steuerkette zwischen Werkzeug und Werkstück ein Dehnstab verwendet wird, dessen Längenänderungen durch Werkstückmessung selbsttätig steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnstab im Steuerteil der Kopiersteuerung angeordnet ist. ao

2. Meßsteuerung nach Anspruch 1, in Verbindung mit einer Kopiereinrichtung, bei der eine zur Parallelführung einer Kopierschablone dienende, parallelogrammartige Viergelenkkette vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnstab (18) in einem in Wirkverbindung mit der Viergelenkkette (23, 27, 32) stehenden, an der Maschine (9) schwenkbar gelagerten Träger (30) angeordnet ist (Fig. 1).

3. Meßsteuerung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Kopiereinrichtung, bei der der Steuerschieber in einer axial verschiebbaren Steuerhülse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnstab (18) zwischen der Steuerhülse (36) und einer am Kopierschlitten (5) festen Büchse (35) angeordnet ist (Fig. 4).

4. Meßsteuerung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerschieber (17) koaxial aufnehmende Steuerhülse (51) innerhalb der am Kopierschlitten (5) festen Büchse (52) axial verschiebbar ist (Fig. 6).

5. Meßsteuerung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einer Kopiereinrichtung, bei der zwischen einem Kopiertasterhebel und dem Kopier-Steuerschieber eine Verbindungsstange angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (42) als Dehnstab ausgebildet ist (Fig. 5).

6. Meßsteuerung in Verbindung mit einer Kopiereinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenänderungen des Dehnstabes (18) durch Wärmezufuhr mittels elektrischer Induktion erfolgen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2372427;
»Industrie-Anzeiger«, 2. 8.1960.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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