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Vorrichtung zur Leerlaufzeitverkürzung von Werkzeugmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Verkürzu ng der Leerlaufzeiten von Werkzeugmaschinen,
insbesondere Fräsmaschinen.
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Es ist bekannt, durch am Maschinenbett angebrachte Knaggen die Verschiebung
des das Weckstück tragenden Maschinentisches gegenüber dem Werkzeug im Hub zu :begrenzen.
Der Nachteil dieser Ausführungen liegt darin, @daß die Stellen, an denen der Rücklauf
eingeschaltet wird, über die gesamte Breite des Maschinentisches bzw. des Werkstückes
starr festliegen und der Form stärker gegliederter Werkstücke nicht näher angepaßt
werden .können. Damit entstehen aber die Wirtschaftlichkeit der Maschinen belastende
große Leerlaufzeiten.
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Es ist ferner bekannt, auf dem Maschinenbett oder auf .dem Werkstück
entsprechend den Begrenzungslinien des Werkstücks geformte Steuerdeisten zu befestigen,
durch welche die Umsteuerung :der Tischbewegung auf Vor- bzw. Rückkauf .bewirkt
wird. Diese bekannte Einrichtung läßt sich nur mit Vorteil da verwenden, wo auf
.derselben Maschine oftmals gleichartige Werkstücke =bearbeiten sind, .da die Neueinstellung
der verschiedenen Steuerleisten für ein andersartiges Werkstück sehr umständlich
und zeitraubend ist.
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Diese Nachteile der -bekannten Einrichtung werden erfindungsgemäß
dadurch vermieden, daß in mehreren Führungsnuten des Längsvorschwbs:upports je ein
mit einem Anstoßschalter zusammenwirkendes und nur in einer Richtung ansprechendes
Knaggenpaar verstellbar angebracht nst und die Auswahl des wirksamen Anstoßschalters
durch A.ns.toßschalter getroffen wird, die seit auf dem Ouervorschubsupport in Führungsnuten
versteilbar
.angebrachten Knaggen zusammenwirken.
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Im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung mit einstellbaren Knaggen
zur Hubbegrenzung der Längsvorschubbewegung wirkt bei der Erfindung ein den Längsvorschub
begrenzendes Knaggenpaar nicht über (die ganze Breite des Werkstücks, sondern durch
die Einstellung der Knaggen am Quervorschubsupport kann :die Breite, über die ein
bestimmter Längsvorschub wirkt, beliebig eingestellt werden. Die Erfindung vereinigt
also die Vorzüge beider bekannter U.nrichtungen insofern, .als die Einstellung auf
ein neues Werkstück durch einfaches Verschieben der Knaggen erfolgt und dabei ein
bestimmter Längsvorschub auf einen beliebigen Teil der Breite des Werkstücks beschränkt
werden kann.
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Bei der Anwendung ider Erfindung auf Werkzeugmaschinen, bei denen
albwechselnd ein Quervorschub In entgegengesetzten Richtungen, also von vorn nach
hinten und von hinten nach vorn oder von oben nach unten und dann von unten nach
oben erfolgt, wie es beispielsweise beim zeilenmäßigen Fräsen auf Kopierfräsmaschinen
der Fall ist, sind in jeder Führungsnut des Quervorschubsupports je zwei Kna@ggen
angebracht, von denen der eine bei der einen Ouervorschubrichtung und der andere
bei der anderen Quervorschu.brichtung zur Wirkung kommt, wobei der- eine Satz von
Knaggen die Anstoßschalter für .den Längsvorschub in umgekehrter Reihenfolge einschaltet
wie der andere.
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Es sei noch erwähnt, daß eine Werkzeugmaschinensteuerung mit Anstoßschaltern
und Knag gen bekannt ist, bei -der,durch die in zueinander .und zu den Bewegungsrichtungen
des Kreuzschlittens parallelen Steilnuten angeordneten einstellbaren Einzelknaggen
sich aneinanderreihende Werkzeugbewegungen, insbesondere an Drehbänken, gesteuert
werden, so d.aß in einmaligem Durchgang ein beliebiger, fortlaufender,.aus rechtwinklig
zueinander liegenden Teilstücken bestehender Weg gesteuert werden kann. Leerwege,
die zu verkürzen wären, kommen hierbei nicht vor lxzw. sind nicht vorgesehen, und
die zu lösende Aufgabe und die hierzu verwendeten Mittel sind ganz andere als bei
der Erfindung.
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In Anwendung auf eine Kopierfräsmaschine Zum zeilenmäßigen Fräsen.
ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in der Zeichnung,dargestellt.
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A.bb. i stellt die bauliche Ausführung der Kopierfräsmaschine dar.
Abb. 2 bis 6 sind Erläuterungsskizzen, Abb. 7 zeigt. die Schaltung.
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Oben an dem Maschinenrahmen ist auf einer waagerechten Gleitführung
der den Taster T und den Fräser F tragende Längsvorschubsuppört Sui durch seinen
nicht dargestellten Vorschubmotor hin und her verschiebbar. Für ,die Bewegung quer
zur Längsvorschu,brichtung dient der das Muster 111 und das Werkstück
W tragende Support S,2, der auf dem in Tiefenrichtung, d. h. in der Achsrichtung
des Tasters und Fräsers verschiebbaren Support Sui, in senkrechter Richtung verschiebbar
ist.
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Indem waagerechten Support Sui sind vier übereinander angeordnete
Nuten angebracht, in denen je zwei Knaggen a, b bzw. c, d bzw.
e, f und g, h sitzen, die man beliebig verschieben kann. Über diesen
vier Nuten ist der gußciserne Arm A angebracht, auf dem die vier .Anstoßschalter
i, 2, 3 und q. sitzen. In entsprechender Weise werden Anstoßschalter 5 bis 8 von
in Führungsnuten des Senkrechtsupports S,, sitzenden Paaren von Knaggen
I, K bzw. L, M bzw. N, 0 und P, Q gesteuert.
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Die Knaggen werden je nach der Form des Musters eingestellt. Es sei
z. B. angenommen"daß auf der Maschine das in Abb. 2 dargestellte Kurbelwellengesenk
gefräst werden soll. Bekanntlich geschieht das auf -einer Kopierfräsmaschine in
der Weise, daß der Taster und Fräser -das Muster bzw. das Werkstück in unter- oder
übereinandergereihten Zeilen überfahren, bis das ganze Muster abgetastet ist. Abb.
3 zeigt nun den Weg, den der Taster und Fräser beschreiben müssen, wenn keine Leerlaufzeitverkürzung
vorgesehen ist. Der Taster und Fräser fahren dabei Zeile für Zeile ab und überfahren
somit die rechteckige Fläche A, B, C, D vollständig. Abb. :4 zeigt, wie sich
der Taster und Fräser bewegen müssen, wenn die Leerlaufzeit ein Minimum betragen
soll. Es ist klar, daß der Fräsvorgang wesentlich schneller beendet ist, wenn der
Taster und Fräser nur die in Abb. .I dargestellten Bewegungen ausführen.
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Um dies zu erreichen, sind die Knaggen a bis h in die in den Abb.
i, d. und 5 dargestellten Lagen zu bringen. Die Knaggen sind so ausgebildet, daß
sie nur :bei der einen Bewegungsrichtung des Supports den zugehörigen Anstoßschalter
betätigen. Zu ,diesem Zweck sind spie mit einem federnden Anschlaghebel ausgerüstet,
der in der einen Bewegungsrichtung beim Vorfieigleiten an dem Anstoßschalter zurückgedrückt
wird, also dem Anstoßschalter ausweicht, ohne ihn umzulegen, während er in der anderen
Bewegungsrichtung mit seinem abstehenden freien Ende auf das Betätigungsglied des
Anstoßschalters trifft und dieses mitnimmt. Der Betrag, um -den ein bestimmter,
durch ein Knag genpaar a. h
bis g, la begrenzter Längsvorschub über
die Breite des Werkstücks wirksam ist, wird durch Einstellung der Knaggen in :den
Führungsnuten
des Senkrechtsupports S"2 bestimmt. Hnerbei wirken
@die Knaggen T, L, N
und P bei der Aufwärtsbewegung des Supports S;,2 und
die Knaggen K, M, O und Q bei der Abwärtsbewegung des Supports S"2. Für das 'in
Abb. 2 dargestellte Muster sind die Knaggen im Senkrechtsupport in die in Abb. 6
dargestellte Lage zu bringen.
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In der Schaltung Abb. 7 sind io bis 13 die Schütze zur Schaltung der
Vorschubmotoren, und zwar -,vdrd der Waagerechtvorschubmotor zur Bewegung des Supports
S"1 nach links durch das Schütz io zur Bewegung nach rechts :durch das Schütz i
i einsgeschaltet. Der Senkrechtsupportmotor wird durch das; Schütz 12 im Abwärtss,inn
.und durch das Schütz 13 im Aufwärtssinn eingeschaltet. Da bei der dargestallten
Maschine für die waagerechten Vorschub#bewegüngen (rechts, links) der den Taster
und das Werkzeug tragende Support S"1 verschoben wird, ist für Zeilenfahren nach
links der Support S"1 nach links bzw. beim Zeilenfahren nach rechts der Waagerechtvorschubsupport
S"1 nach rechts zu bewegen. Bei der senkrechten Vorschubbewegung dagegen wird der
das Muster und das Werkstück tragende Support S"2 verschoben. Um die Zeilen untereinander
zu reihen, ist daher Support S,12 nach oben und für die Übereinanderreihung der
Zeilen nach unten zubewegen.
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Die Anstoßschalter und Knaggen sind in der Schaltung mit denselben
Bezugszeichen versehen wie in den übrigen Abbildungen.
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K ist ein von Hand in die Stellung Links, Rechts, Auf oder Ab einstellbarer
Steuerschalter und B ein Schalter, der beim Einrichten der Maschine geöffnet und
während des selbsttätigen Betriebes geschlossen ist.
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Zur Inbetriebnahme der Maschine ist zunächst der Hauptschalter H einzulegen.
Da-,durch erhält Idas Zeitrelai 4.1 Spannung, das nach .der eingestellten Zeit seine
Kontakte 41"i -und 41,2 schließt und dadurch die Hilfsrelais 2o und 21 einschaltet,
die sich über .die Arbeitskontakte 2o" und 21" in vom Zeitrelais 41 unabhängige
Haltestromkreise legen. Der Schalter B :befindet sich :in der :dargestellten Offenlage
für ,das Einrichten. Infolgedessen kann das Hilfsrelais 26 nicht ansprechen. Mittels
des Steuerschalters K kann man nun von Hand die für das Einrichten der Makehin.e
erforderlichen Taster- bzw. Fräserbewegun-'I gen steuern. Wird nun der Schalter
B geschlossen und der Steuerschalter K in die Stellung Rechts gebracht, so erhält
das Hilfsrelais H1 Spannung und hält sich selbst über seinen Kontakt Hl" und den
Ruhekontakt H2,.. Der Steuerschalter K kann nun in die Nullstellung zurückgelegt
werden. Das Rechtslaufschütz i i erhält durch den Kontakt Hid und den Kontakt 2o"1
des Schützes 2o ebenfalls Spannung und schaltet den Waagerechtvorschubmotor im Rechtslaufsdnne
ein. Der Fühler sowie Fräser fahren folglich nach rechts.
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Damit die Zeilen sich untereinander anordnen, ist der Steuerschalter
K nunmehr in die Stellung Ab zu bringen, und dadurch erhält das Hilfsrelais H3 Spannung,
das sich selbst über den Kontakt H3" und den Ruhekontakt Hg" .hält. Sobald der Knaaggen
a den Anstoßschalter i betätigt, erhält das Hilfsrelais H2 Spannung; das Hilfsrelais
H1 fällt verzögert ab (Kleberelais), da sich der Kontakt H2,. öffnet. Durch Öffnen
des Kontaktes Hic, wird das Schütz i i und damit der Vorschub nach rechts abgeschaltet.
Das Schütz 2o fällt ebenfalls ab, da die beiden Kontakte 11i,; und H2,;, für die
Selbstspeisung des Schützes 20 eine kurze Zeit gleichzeitig offen sind. Das Zeitrelais
41 erhält durch den Kontakt 2o,. nunmehr wieder Spannung und läuft ab. Über den
Arbeitskontakt H3 und die Ruhekontakte Hg,. und 2o,1 wird das Schütz 13 erregt,
das -den Motor für die Aufwärtsbewegung des Supports S"2 einschaltet. Dieser Motor
läuft nun so lange, bis das Zeitrelais 41 seinen Kontakt 41a1 schließt. Jetzt erhält
das Schütz 20 Spannung. Durch Öffnen seines Kontaktes 2o,.1 schaltet das Schütz
2o das Schütz 13 und damit den Senkrechtvorschubmotor wieder ab. Über die Arbeitskontakte
2o"1 und H2," sowie :den Ruhekontakt H1,.1 wird das Schütz io an Spannung gelegt
und durch diesen der Waagerechtvorschubmotor im Linkslaufsinne eingeschaltet. Der
Taster und Fräser werden nun. nach links gefahren, bis der Schalter i durch den
Knagg.en b in der anderen Richtung betätigt wird. ' Dadurch erhält das Hilfsrelais
H, Spannung, das den Kontakt H1,-, öffnet, wodurch das Schütz io abgeschaltet und
der Waagerechtvors.chub stillgesetzt wird. Durch ;seinen Kontakt H". unterbricht
das Schütz H1 den ' Haltestromkreis für das Schütz H2, .das verzögert abfällt. Da
nun beide Ruhekontakte Hl,., und H2,._ kurze Zeit gleichzeitig offen sind, fällt
das Schütz 20 ab, wodurch das Zeitrelais 41 eingeschaltet wird. Jetzt erhält wieder
das Schütz 13 durch .den Kontakt 2o,.1 Spannung, wodurch der Support S;,2 aufwärts
gefahren wird, bis das Zeitrelais wieder seinen Kontakt 41a schließt, wodurch das
Hilfsschütz 20 wieder anzieht und das Schütz 13 zum Abfallen bringt. Der Kontakt
2o"1 wird geschlossen, so daß der Taster und Fräser nunmehr wieder nach rechts gefahren
werden. Auf diese Weise reiht sich eine Zeile nach der anderen untereinander an.
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Ein :großer Vorteil dieser Anordnung :besteht darin, daß man jeweils
mittels des
Steuerschalters K die Zeilenbewegung unterbrechen bzw.
die Bewegungsrichtung des Tasters ändern kann. Wird z. B. der Steuerschalter in
die Stellung Links gebracht, während sich der Taster noch nach rechts bewegt, so
wird das Schütz H2 erregt und das Schütz 2o abgeschaltet und dadurch :die Rechtslaufbewegung
sofort unterbrochen, das Schütz 13 an Spannung gelegt und nach Ausführung des Zeilenabstandes
der Taster nach links bewegt. Der Steuerschalter kann dann wieder in die Nullstellung
:gebracht werden. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, während des Betriebes
den Steuerschalter in die Stellung Aufwärts zu legen, so daß sich die waagerecht
liegenden Zeilen nun nicht mehr untereinander sondern übereinander anreihen.
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In der vorstehend beschriebenen Weise reiht sich also eine Zeile nach
der anderen untereinander an, bis schließlich durch den Kn.aggen K der Anstoßschalter
5 betätigt wird. Das Hilfsrelais H4 erhält .dadurch Spannung und hält sich über
den Kontakt H4" sowie H" selbst. Da jetzt auch der Kontakt H4,. offen ist, ist die
Zuleitung des Anstoßschalters i unterbrochen. Der Anstoßschalter i ist somit wirkungslos.
Das Hilfsschütz Hl oder H2, je nachdem welches von beiden eingeschaltet ist, bleibt
jedoch an Spannung, bis durch den entsprechenden Knaggen c oder d der Anstoßschalter
2 betätigt wird. Da der Kontakt H4." geschlossen ist, ist nun der Anstoßschalter
2 betriebsbereit.
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Der Waagerechtsu:pport führt nun einen größeren Hub aus, da die beiden
Knaggen c und d weiter voneinander entfernt sind als die Kiiaggen a und
b. Es reihen sich nun diese langen Zeilen untereinander an, bis schließlich
der Anstoßschalter 6 durch den Knaggen 111' betätigt wird. Es erhält nun das Hilfsreljais
H;, Spannung und hält sich selbst über :den Kontakt H",. Der Kontakt H5,-, wird
geöffnet, wodurch die Zuleit.u.ng zu dem Anstoßschalter :2 unterbrochen wird; der
Anstoßschalter 2 wird dadurch wirkungslos. Der Kontakt H5,, ist jedoch ebenfalls
geschlossen, so daß nun der Waagerechtsupport durch die beiden Knaggen e und f gesteuert
wird. Da :das Abwärtsschütz 13 nur am Ende der Zeilenbewegung eingeschaltet -wird,
also am Hubende, kann der Anstoßschalter 6 durch den Knag gen M' ebenfalls
nur am Ende der Zeilenbewegung betätigt werden. Zuerst wird aber durch den Knaggen
c oder d der Anstoßschalter 2 noch betätigt, so daß .das eine oder andere Hilfsrelais
Hl bzw. Hz eingeschaltet worden ist. Wenn sich z. B. der Waagereahtsupport nach
links bewegt, so ist das Schütz H2 eingeschaltet. Sobald der Support in der äußersten
Stellung angelangt ist, wird durch den Knaggen d der Anstoßschalter 2 nach links
ausgeschwenkt, wodurch das Relais Hl Spannung bekommt, nunmehr fällt auch das Hilfsrelais
20 ab, das Schütz 13 bekommt Spannung, der Senkrechtsupport S", wird nach oben gefahren,
bis schließlich durch den Knaggen.3l der Anstoßschalter 6 :betätigt ist. Der Anstoßschalter
2 wird nun wirkungslos, das Hilfsrelais Hl bleibt jedoch über seinen Arbeitskontakt
Hl" und :den Ruhekontakt H.=,. eingeschaltet." Der Waagerechtsupport fährt somit,
nachdem das Zeitrelais abgelaufen -ist, nach rechts, wobei der Kna@ggen f an :dem
Anstoßschalter 3 vorbeifährt. Der Anstoßschalter 3 darf hierbei durch den Knaggen
f nicht betätigt werden. Dies wird durch die bereits beschriebene federnde Ausbildung
der Knaggenhebel erreicht. Wenn der Knaggen f von links nach rechts an :dem Anstoßschalter
3 vorbeigleitet, so wird der Knaggenhebel zurückgedrückt, die Feder somit zusammengedrückt.
Stößt dagegen der Knaggen e an den Anstoßschalter an, so wird der Schalthebel des
Anstoßschalters 3 mitgenommen und @da.s Schütz H2 eingeschaltet. Der Waagerechtsupport
führt jetzt kurze Hübe aus, die durch die Knaggen e und f begrenzt
sind. Sobald durch ,den Knäggen 0 der Anstoßschalter 7 betätigt wird, erhält
das Relais H, Spannung und hält sich über den Kontakt H7" selbst, ferner öffnet
sich der Kontakt f7,-,, wodurch der Anstoßschalter 3 wirkungslos wird. Der Wa:agerechtsupport
bewegt sich nun zwischen den Knaggen g und k, bis schließlich der Anstoßschalter
8 durch den Knaggen O in die Stellung Auf gelangt. Nun erhält das Relais H9 Spannung
und öffnet sofort den Kontakt H9,.1. Das Hilfsrelais H3 fällt verzögert ab, so daß
für einen Augenblick die beiden Kontakte H3,, und H9,-., offen sind, so daß das
Hilfsschütz 21 abfällt. Das Hilfsschütz 2o ist ebenfalls abgefallen, da sich die
Kontakte Hl,, und Her ebenfalls geöffnet haben. Befindet sich nun der Umschalter
D in der dargestellten Stellung, so erhält jetzt,das Relais 26 Spannung, -wodurch
die Maschine stillgesetzt wird. Befindet sich jedoch der Schalter D in der entgegengesetzten
Stellung, so erhält nicht das Relais 26, sondern der Magnet 51 Spannung .und führt
in hier nicht dargestellter Weise die Verstellung :des Supports Sui in Richtung
auf den Taster und das Werkzeug herbei. Sobal-1 ,das Relais H3 abgefallen ist, erhält
jetzt das Schütz 12 Spannung. Wenn das Zeitrelais abgelaufen ist, .erhält das Hilfsschütz
2o wieder Spannung, so daß nunmehr der Kontakt gor sich öffnet und der Kontakt 2o"1
geschlossen wird. Die Zeilenbewegung wird nunmehr
wieder fortgesetzt.
Die Zeilen reihen sich jedoch nicht mehr untereinander, sondern übereinander an.
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Zunächst fährt, der Waagerechtsupport wieder zwischen den beiden Knäggen
g und Ia hin und her, bis schließlich durch den Knaggen P der Anstoßschalter 8 nach
unten gedrückt wird. Es erhält nun das Hilfsschütz H18 Spannung, das sich über den
Kontakt H1oa selbst hält und durch Öffnen seines Kontaktes Klo" das Hilfsrelais
H7 zum Abfaulen bringt. Dadurch wird (der Anstoßschalter q. wirkungslos, während
:der Anstoßschalter 3 durch den Kontakt H7,.1 nurmehr betriebsbereit ist. Der Waagerechtsupport
führt jetzt die durch ,die Knaggen e und f gegebene Zeilenlänge aus. Es reiht sich
nun eine Zeile über der anderen an, bis schließlich durch den Knaggen N ;der Anstoßschalter
7 betätigt wird, wodurch das Hilfsschütz H$ Spannung erhält. Das Hilfsschütz H8
öffnet seinen Kontakt -H8,.1, so daß das Hilfsschütz H,5 abfällt. Der Anstoßschalter
3 wird dadurch wirkungslos, während der Anstoßschalter 2 durch Schließen des Kontaktes.
I-Isrl betriebsbereit wird. Der Waagerechtsupport führt nun die Zeile zwischen den
Knag .gen e und d :aus, bis schk@eßlich durch den Knaggen L der Anstoßschalter 6
betätigt wird. Das Hilfsschütz Hg wird' eingeschaltet, das durch seinen Kontakt
den Haltestromkreis für das Hilfsschütz H4 unterbricht. Durch Öffnen seines Arbeitskontaktes
H4,1 wird der Anstoßschalter 2 wirkungslos und durch Schließendes Ruhekontaktes
H4,. der Anstoßschalter i betriebsbereit gemacht. Der Waa:gerechtsupport führt nun
die Zeilen zwischen den Knaggen a und b aus, bis schließlich durch den. Knaggen
T der Anstoßschalter 5 betätigt wird. fetzt erhält .das Hilfsschütz H3 Spannung,
das durch Öffnen seines Kontaktes Har, das Hilfsschütz H9 spannungslos macht. Das
Hilfsschütz H9 bleibt einen kurzen Augenblick kleben, so .daß die beiden Kontakte
H3, und Her offen sind. Das Schütz 21 fällt nunmehr ab und schließt selnen.Kontakt
2 i", so daß der Magnet 51 wieder Spannung erhält, wodurch die Tiefenverstelleinrichtungbetätigt
wird. Sobald dann ,der Kontakt He,. albgefallen ist, bekommt nun wieder das Schütz
13 Spannung, so daß sich ,die Zeilen nunmehr wieder untereinander anreihen. Auf
,diese Weise ist also mit dieser Einrichtung ein mehrmaliges Überfahren der Modelloberfläche
:durch den Taster und schichtweises Fräsen möglich.
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Will man die Einrichtung nicht nur für das Fräsen mit waagerecht liegenden
Zeilen, sondern auch :mit senkrecht liegenden Zeilen verwenden, so. kann man einen
Wahlschalter vorsehen, durch welchen die Stromkreise entsprechend umgeschaltet werden.
Es sei noch erwähnt, daß an Stelle der Anstoßschalter i bis 8 auch nur zwei Anstoßschalter,
welche mehrere Schaltstellungen besitzen, verwendet werden können. Die Nocken
I, K, L, M' usw.
bzw. a bis h sind dann mit verschiedener Höhe
auszuführen, so daß die Anstoßschalter durch den einen Nocken um einen kleineren
Winkel auegelenkt werden, als bei dem Auftreffen des anderen Nockens.
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Die Erfindung ist nicht in der dargestellten Anwendung auf Fräsmaschinen
beschränkt, sondern sie kann auch auf andere Werkzeugmaschinen, z. B. Schleifmaschinen,
Hobelmaschinen und Stoßmaschinen, angewendet werden.