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Spindeltrommelschalteinrichtung an Drehmaschinen, insbesondere Mehrspindeldrehautomaten
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schalten der Spindeltrommel an Drehmaschinen,
insbesondere Mehrspindeldrehautomaten, bei der die Schaltbewegung unabhängig von
der Steuerwelle ist.
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Es sind Einrichtungen zum Schalten der Spindeltrommel bekannt, die
sich im wesentlichen in zwei Gruppen einteilen lassen.
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Einmal bei kurvengesteuerten Automaten mit ein- oder zwei Steuerwellen,
die sämtliche Schalt- tind Wenigformationen der Maschine beinhalten. Zum anderen
sind es Automaten, bei denen die Spindeltrommelschaltung ohne Benutzung der Steuerwellen
erfolgt.
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Zur ersten Gruppe gehört die Schaltung über Malteserkreuzgetriebe.
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Dabei kann der treiber des Malteserkreuzes in seiner Antriebsaciise
radial verschiebbar angeordnet sein und in dieser Richtung von einer Kurve gesteuert
werden.
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Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die Schaltbewegung von der
Steuerwelle abgeleitet wird und daher nur bei kurvengesteuerten Automaten für die
Großserien- und Massenfertigung einsetzbar ist. Eine weitere Möglichkeit zum Schalten
der Spindeltrommel bei kurvengesteuerten Drehautomaten ist die Verwendung elliptischer
Räderpaare, deren Herstellung aber zusätzlich besondere technologische Probleme
aufwirft.
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Auch reine Kurventriebschaltwerke finden Verwendung. Hierbei wird
eine besondere Freilaufeinrichtung notwendig, um nach der Schaltbewegung den Rücklauf
in die Ausgangslage zu ermöglichen.
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Bei diesen Maschinen müssen die Kurven ausgetauscht werden, was im
Bereich der Mittelserienfertigung einen zu hohen Arbeitsaufwand, erhöhte Lagerhaltung
und Kosten zur Folge hat, so daß bei rüstzeitarulen, für kleine und mittlere Losgrößen
ausgelegte Maschinen vom Kurvenantrieb abgegangen werden muß.
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Zur zweiten Gruppe gehören die Einrichtungen, bei denen die Spindeltrommelschaltung
durch einen hydraulischen Arbeitszylinder oder durch gesonderten Elektromotor erfolgt,
der über Schneckengetriebe und Ritzelwelle seine Bewegung auf die Spindeltrommel
überträgt. Dabei wird die Spindeltrommel etwas über die nächste Spindelstellung
hin ausgeschaltet und dann langsam gegen einen Anschlag zurückgedreht.
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Danach erfolgt die Verriegelung.
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Diese Einrichtungen erfordern einen hohen technischen Aufwand. Außerdem
müssen bei den sehr kurzen Schaltzeiten die beträchtlichen Massen der Spindeltrommel
mit Drehspindeln, evtl. Stangenführung und Werkstoffstangen bis auf die Maximalgeschwindigkeit
beschleunigt und dann die erreichte Beschleunigungsenergie genauso schnell wieder
abgebremst werden. Deshalb scheiden diese Schaltungen wegen der schlechten Beherrschbarkeit
des Bewegungsablaufes und des nicht ruck-und stoßfreien Schaltens und der damit
verbundenen langen Schaltzeit aus.
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Außerdem ist hierbei das wahlweise Überspringen von Schaltstellungen
wie es beispielsweise bei Verwendung eines Sechsspindeldrehautomaten als Doppeldreispindelautomat
erforderlich ist unmöglich.
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Zweck der Erfindung ist es, zu gewährleisten, daß bei Zehrspindeidrehautomaten
der Spindeltrommelantrieb unabhängig von der Steuerwelle erfolgen kann, so daß der
Einsatz dieser Maschinen in der ttelserienfertigung wirtschaftlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Finrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, daß unabhängig von einer Steuerwelle mit vergleichsweise geringem
technischen Aufwand bei der Schaltung der Spindeltrommel der optimale Bewegungsablauf
erreicht wird. Die Umstellung von Einfach- auf Doppelschaltung soll mit einfachen
technischen Mitteln erreichbar sein und während des Umrüstens muß sich unabgängig
von der Bewegung der Schlitten die Trommel in jede beliebige Bearbeitungslage vorwärts
und rückwärts schalten lassen.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß ausgehend von einem Sollwertgeber
der ideale Bewegungsablauf im Bereich kleiner Energien vorgegeben wird und über
zwischengeschaltete Wandler und Verstärker die Schaltbewegung der Spindeltrommel
eingeleitet wird.
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Dabei wird zur Kontrolle der momentanen Ist-Lage der Spindeltrommel
über einen Wandler, einem zwischen Soll-Wertgeber und Verstärker befindlichen Vergleicher
der Ist-Wert zugeführt und damit die Funktion eines Lageregelkreises verwirklicht.
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Ausgangspunkt ist eine Führungsgröße W, die die Zeitdauer einer Schaltung
vorgibt, sowie auch die Schaltrichtung bestimmt. Diese Führungsgröße wird im Sollwertgeber
so umgeformt, daß mit dem Sollwert der Bewegungsablauf der Trommelschaltung modelliert
dargestellt wird. Dieser Sollwert kann durch einen Wandler dem Vergleicher angepaßt
werden. In einem Vergleicher wird dieser Sollwert mit dem von der Spindeltrommel
zurückgemeldeten Istwert verglichen und die Stellgröße an den Verstärker weitergegeben.
Ein Wandler kann das verstärkte Signal an die Erfordernisse der Spindeltrommelschaltung
anpassen, d.h. in eine Drehbewegung umwandeln, die die Regelgröße darstellt. Die
Regelgröße wird ab Istwert über einen Wandler rückwirkend dem Vergleicher zugeführt.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüiungsbeispiel näher erläutert
werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: Blockschaltbild Fig.
2: Funktionsschaltbild Die Führungsgröße wird dargestellt durch die Drehzahl und
Drehrichtung eines polumschaltbaren Elektromotors 1, der als Getriebebremsmotor
ausgelegt ist. Über ein hialteserkreusgetriebe 2, das in biini aturausf lihrung
gebaut werden kann, wird der Sollwert als Winkelbewegung auf die Welle 3 übertragen.
Die Drehbewegung der Welle 3 erzeugt über das an der zelle befindliche Schraubengewinde
4- im zugehörigen, längsverschiebbaren Gewindestück 5, eine Längsverschiebung, die
durch den Hebel 6 auf den Taststift 7 eines hydraulischen Ventils 8 übertragen wird.
Diese Iängsbewegung entspricht der Stellgröße des Lageregelkreises. Das Ventil stellt
den Verstärker dar. Es steuert über den energiereicilen Ölstrom einen Axialkolbenmotor
9 an, der durch Wandler den Druck und Förderstrom des Olkreislaufes in ein Drehmoment
und eine Winkelgeschwindigkeit für die Bewegung der Spindel trommel 10 über ein
zusätzliches Getriebe 11 umsetzt. Die damit eingeleitete Drehbewegung der Spindeltrommel
10 stellt die Regelgröße dar. Sie wird über das Getriebe 12 als Istwert auf die
Welle 13 übertragen. Die Welle 13 trägt an ihrem Ende ein Mehrkeilprofilstück 14,
das die Längsbewegung des Gewindestückes 5 gestattet. Über das Muttergewinde des
Gewindestückes 5 wird durch dessen Drehbewegung die Verstellung zurückgedreht. Das
Schraubgetriebe 4; 5; 14 wirkt damit als Vergleicher.