FI69771C - Foerfarande foer instaellning av bettenheter pao en numeriskt styrd cirkelskaeranordning - Google Patents

Description

1 69771

Menetelmä numeerisesti ohjatun kiekkoleikkurin teräyksi-köiden asemoimiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä numeerisesti ohja-5 tun, erityisesti metalli- tai muovirainan pitkittäisleikkaukseen tarkoitetun kiekkoleikkurin leikkaavien terien asemoimiseksi, joka kiekkoleikkuri käsittää rungon, ylemmät ja alemmat leikkausteräyksiköt, välineet teräyksiköi-den käyttämiseksi ja välineet teräyksiköiden asemoimisek-10 si, jossa menetelmässä teräyksiköt asemoidaan toisistaan riippumattomasti karkeasti numeerisesti ohjatun siirtovälineen avulla.

Tunnetuissa kiekkoleikkuriratkaisuissa vaaditaan rainojen leveyden muuttuessa kiekkoteräsarjojen uudelleen-15 säätö, joka on tapahtunut mm. leikkurissa olevien terien välistä etäisyyttä muuttamalla tai käyttämällä ns. vaihto-teräsarjoja eli terät on kiinnitetty leikkurin leveyden pituisille holkeille. Käyttämällä kahta tai useampaa holk-kiparia ja teräsarjaa voidaan vaihtoteräsarja säätää leik-20 kurin ulkopuolella valmiiksi uusille rainaleveyksille. Kun leikkuriin halutaan uudet rainaleveydet, vaihdetaan leikkuriin jo säädetty vaihtoteräsarja. Lisäksi tunnetaan ratkaisuja, joissa koko leikkuri vaihdetaan toiseen leikkuriin, jonka teräsarja on valmiiksi säädetty. DE-patenttijulkai-25 susta 2,138,476 tunnetaan myös numeerisesti ohjattava leikkuri, jossa ylä- ja alaterä on asennettu yhteiseen runkoon ja näiden yksiköiden välistä etäisyyttä säätämällä muuttuu leikkausleveys. Laite soveltuu jo leikattujen arkkien le-veysmitan tarkkaan leikkaukseen, ei kuitenkaan rainaleik-30 kaukseen sinällään.

FI-patenttihakemuksesta 83 06 73 tunnetaan lisäksi leikkuri, jossa käytetään siirrettävää mittalaitetta, jolla leikkausterän asema ja/tai tarvittava korjaussiirto määritetään. Ajamalla mittalaite uudelleen asemaltaan kor-35 jatun leikkausterän ohi voidaan leikkausterän asema myös 2 69771 tarkistaa. Tämän menetelmän tarkkuus perustuu kuitenkin toisaalta mittalaitteen tarkkuuteen ja toisaalta leikkaus-terän siirtovälineiden tarkkuuteen , joten suurta tarkkuutta ei voida asemoinnilla saavuttaa ellei käytetä erit-5 täin tarkkoja ja siten myös kalliita välineitä sekä mittalaitteen että leikkausterän siirtämiseen.

Keksinnön tavoitteena on muodostaa numeerisesti ohjatun kiekkoleikkurin teräyksiköiden asemointimenetel-mä, jolla asemointi voidaan suorittaa aikaisempaa luotet-10 tavammin ja nopeammin käyttäen kuitenkin välineitä, jotka ovat kustannuksiltaan huomattavasti aikaisempia edullisempia. Tähän on päästy keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista, että karkean asemoinnin jälkeen teräyksiköt asemoidaan tarkasti halutuille pai-15 koilleen ennalta oleellisesti välyksettömän siirtoelimen välityksellä numeerisesti paikoilleen ohjatun mittauskel-kan suhteen.

Koska mittauskelkka on teräyksiköiden siirtovälineistä riippumaton, voidaan keksinnön mukaiseen menetel-20 mään edullisesti sisällyttää mittauskelkan avulla suoritettu terien aseman tarkistus. Koska menetelmän avulla teräyksiköt voidaan asemoida toisistaan riippumattomasti on edullista että asemoinnin aikana ylä- ja alateräyksiköt ovat toisistaan erillään pystysuunnassa, jolloin myös 25 ylä- ja alateräyksiköiden vuorottelujärjestystä voidaan muuttaa.

Seuraavassa keksinnön mukaista asemointimenetelmää kuvataan yksityiskohtaisemmin esimerkinomaisen kiekkoleikkurin yhteydessä viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 30 kuvio 1 esittää leikkausta keksinnön mukaista mene telmää soveltavasta kiekkoleikkurista rainan sisäänsyöttö-suunnasta katsottuna, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista kiekkoleikkuria rainan sisäänsyöttösuunnasta katsottuna, 35 kuvio 3 esittää kuvion 1 mukaisen kiekkoleikkurin poikkileikkausta kuvion 2 linjaa III-III pitkin, 3 69771 kuvio 4 esittää kuvion 1 mukaisen kiekkoleikkurin mittauskelkka ylhäältä katsottuna, kuvio 5 esittää leikkausta kuvion 4 linjaa V-V pitkin ,

5 kuvio 6 esittää leikkausta kuvion 4 linjaa VI-VI

pitkin, kuvio 7 esittää kuvion 1 mukaisen kiekkoleikkurin yläteräyksikköä, kuvio 8 esittää kuvion 1 mukaisen kiekkoleikkurin 10 alateräyksikköä, kuvio 9 esittää erästä tapaa kiekkoleikkurin terä-yksiköiden sijoittamiseksi, ja kuvio 10 esittää toista tapaa kiekkoleikkurin terä-yksiköiden sijoittamiseksi.

15 Kuviossa 1 on esitetty leikkaus keksinnön mukaista menetelmää soveltavasta kiekkoleikkurista katsottuna leikattavaksi tarkoitetun rainan sisäänsyöttösuunnasta. Leikkurissa on useita yläteräyksiköitä 1 ja alateräyksiköitä 2. Yläteräyksiköt 1 on sijoitettu johteille 3, jotka liitty-20 vät liikkuvaan runkoon 4. Runkoa 4 voidaan pystysuuntaisen terävälyksen säätämiseksi siirtää pystysuunnassa kahvan 5, akselin 6, kierukkavaihteiden 7 ja laippamuttereissa 8 olevan kierteen välityksellä.

Yläteräyksiköt ovat keskenään oleellisesti saman-25 laisia ja koostuvat, kuten kuviosta 7 ilmenee, rengasmaisesta leikkuuterästä 9 ja terän navasta 10, johon terä on kiinnitetty. Napa on laakeroitu ulokeakselille 11, joka on kiinni teräyksikön rungossa 12. Teräyksikön runkoon on kiinnitetty myös yksikön kytkinjärjestelmä, joka sisältää kytk-30 kimen 13 yksiköiden siirtoruuviin 14 tarttumista varten ja lukituselimet 15 yksikön lukitsemiseksi johteisiin 3. Kytkin 13 on alalla tavanomaisesti käytettyä tyyppiä käsittäen kytkinpuoliskot 16 ja 17 ja ne toisiaan ja myös siirtoruuvia 14 vasten painavan jousipalautteisin hydrau-55 lisylinterin 18. Kytkinpuoliskojen 16 ja 17 väliin on myös sovitettu jouset (ei esitetty) kytkinpuoliskojen pitämi- 4 69771 seksi toisistaan erillään, kun sylinteri 18 on paineeton. Lukituselimet 15 koostuvat hydraulikävttöisistä sylintereistä 19 ja esim. messinkiä olevista jarrupaloista 20, jotka painuvat johteita 3 vasten lukiten teräyksikön paikoilleen, kun sylinterit 19 ovat paineistetut.

5 Alateräyksiköt 2, jotka ovat keskenään oleellisesti samanlaisia, on sovitettu kiekkoleikkurin runkoon 21 kiinteästi liitetyille johteille 22. Alateräyksiköt 2 koostuvat, kuten kuviosta 8 ilmenee, rengasmaisesta leikkaus-terästä 23 ja terän navasta 24, johon terä on kiinnitetty.

10 Napa 24 on laakeroitu ulokeakseliin 25, joka on kiinni teräyksikön rungossa 26. Runkoon 26 on liitetty samanlainen kytkinjärjestely kuin yläteräyksiköissä 1 käsittäen kytkimen 28 siirtoruuviin 27 tarttumista varten ja luki-tuselimet 32 johteisiin 22 lukittumista varten. Kytkin 28 15 käsittää kytkinpuoliskot 29 ja 30 ja ne toisiaan ja myös siirtoruuvia 27 vasten painavan jousipalautteisen hydrauli-sylinterin 31 ja kytkinpuoliskot erillään pitävät jouset (ei esitetty) sylinterin 31 ollessa paineeton. Lukitus-elimet 32 käsittävät hvdraulisylinterit 33 ja jarrupalat 20 34. Alateräyksikön 2 runkoon 26 on liitetty myös jousi- palautteinen hydraulisylinteri 35 teräyksikön nostamiseksi ylöspäin leikkausasentoon. Runko 26 liukuu tällöin rungon 26 sivujen ja runko-osien 36 väliin muodostettuja johteita 37 pitkin.

25 Ylä- ja alateräyksiköiden siirtolaitteena on kuvioi den mukaisissa suoritusmuodoissa käytetty siirtoruuvia. Ruuvin kierremuoto voi vaihdella ollen esimerkiksi M-kierre tai pyörökierre, mutta taloudellisesti edullisin lienee kaupallisen saatavuutensa johdosta trapetsikierre. Siirto-30 ruuvin asemasta voitaisiin käyttää monia muitakin siirto-välineitä, kuten hammashihnaa, lattahihnaa, kiilahihnaa, ketjua, sylintereitä tai jopa teräyksiköiden manuaalista siirtoa.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa ylä- ja ala-35 teräyksiköiden siirtoruuvit 14 ja 27 on laakeroitu runkoon ja niitä käytetään kartiohammaspyöräparien 38 ja 39 ja ak- 69771 selin 40 välityksellä moottorilla 41. Siirtoruuvin 27 päähän on liitetty pulssianturi 42 siirtoruuvien kiertymisen seuraamiseksi.

Yläteräyksiköiden 1 leikkausteriä 9 käytetään terän 5 napaan 10 kiinnitetyn hammashihnapyörän 43 ja hammashihnan 45 ja teräyksikön runkoon laakeroidun hammashihnapyörän 49 välityksellä. Hammashihnapyörä 49 on yhteydessä ura-akseliin 47, joka puolestaan yleisnivelen 79 ja akselin 47 jatkeen kautta on yhteydessä moottoriin 50.

10 Yläteräyksiköitä vastaavalla tavalla alateräyksi- köitä 2 käytetään terän napaan 24 kiinnitetyn hammashihnapyörän 44, hammashihnan 46 ja teräyksikön runkoon laakeroidun hammashihnapyörän 51 välityksellä. Hammashihnapyörä 51 on yhteydessä ura-akseliin 48, joka hammaspyöräparin 15 52 ja akselin 47 jatkeen kautta on yhteydessä moottoriin 50. Moottorin 50 ja akselin 47 jatkeen väliin on lisäksi sovitettu vaihteisto 53, jonka molemmin puolin on kytkimet (ei esitetty).

Ura-akselit 47 ja 48 samoin kuin siirtoruuvi 27 20 on laakeroitu kiekkoleikkurin runkoon 21. Yläteräyksiköiden siirtoruuvi 14 on laakeroitu yläteräyksiköiden kanna-tusrunkoon 4, joka tukeutuu runkoon 21 kierukkavaihteiden 7 välityksellä.

Syöttösuunnasta katsottuna, kuten kuvioista 2 ja 3 25 ilmenee, kiekkoleikkurin eteen on sovitettu mittauskelkka 54, joka käsittää (kuvio 5) rungon 55 ja jousien 55' varaan sovitetut mittapäät 56 a ja b ylä- ja alateräyksiköi-tä varten. Runko 55 tukeutuu kiekkoleikkurin runkoon 21 johteiden 57 ja 58 välityksellä. Mittauskelkka on sovitettu 30 liikkumaan johteilla 57 ja 58 oleellisesti välyksettömän siir-toelimen, kuten kuularuuvi-mutteriyhdistelmän välityksellä.

Tämä kuularuuvi-mutteriyhdistelmä käsittää kiekkoleikkurin runkoon laakereilla 58 ja 59 tuetun kuularuuvin 60 ja mit-tauskelkkaan ruuvilla 60 oleellisesti välyksettömästi liik-35 kumaan sovitetun mutterin 61. Ruuvin 60 toiseen päähän on kytkimen 62 välityksellä liitettyä ruuvia 60 mahdollises- 6 69771 ti alennusvaihteen (ei esitetty) kautta käyttävä moottori 63. Ruuvin 60 toiseen päähän on liitetty pulssianturi 64 mittauskelkan 54 aseman seuraamiseksi ruuvin kiertymisen perusteella. Mittauskelkan 54 oleellisesti välyksetön 5 siirto voitaisiin toteuttaa myös hammastanko-hammaspyörä-yhdistelmällä, jolloin hammaspyörä ja sen käyttömoottori ja siihen liittyvä mittauskelkka liikkuisivat hammastankoa pitkin, ja myös kahden hammashihnapyörän ja hammashihnan avulla, jolloin mittauskelkka olisi liitetty hammashihnaan. 10 Kuten kuvioista 1 ja 2 ilmenee, kiekkoleikkurissa voidaan erottaa työalue eli alue, jossa teräyksiköt voivat olla työstöasennossa ja teräyksiköiden varastoalue, makasiini (oikealla kuvioissa 1 ja 2).

Lähtötilanteena kiekkoleikkurin toiminnalle on, että 15 teräyksiköt 1 ja 2 sijaitsevat makasiinissa vastaavien ra-jakytkimien 65 ja 66 (kuviot 4 ja 6) kohdalla. Mittakelkka 54 puolestaan sijaitsee rajakytkimen 67 (kuvio 2) vaikutusalueella. Alateräyksiköiden kytkimet 28 ovat auki ja luki-tuselimet 32 ovat kiinni ja teräyksiköt ala-asemissaan. Ylä-20 teräyksiköiden kytkimet 13 ovat vastaavasti auki ja lukitus-elimet 15 kiinni.

Mittauskelkan mittaustoiminta perustuu siihen, että kaikki leikkaavat terät on teroitettu kehiltään yhtä leveiksi kuin terärungoissa olevat terien mittapalat 68 ja 69 25 (kuviot 4 ja 5).

Teräyksiköiden asemointi voidaan suorittaa kahdella eri tavalla siten, että molemmat leikkausterien reunat voivat toimia leikkaavina reunoina. Lisäksi teräyksiköiden asemointi suoritetaan aina siten, että kunkin leikattavan 30 rainan reunat leikataan samaan suuntaan, jolloin rainojen reunojen oikomista ei tarvitse suorittaa ja rainat saadaan koneesta samassa tasossa.

Teräyksiköitä asemoitaessa mittakelkka 54 ajetaan kuularuuvin 60 ja servomoottorin 63 avulla referenssimitta-35 palan 70 kohdalle joka on pitkänomainen pystysuora tanko, joka toimii referenssimittapalana sekä anturille 56a että anturille 56b. Koska referenssimittapala on yhteinen, 7 69771 voidaan todeta myös antureissa 56a ja 56b mahdollisesti oleva kulmavirhe. Mittakelkan asemalaskuri (ei esitetty) nollataan tässä kohdassa.

Terien leikkaavien reunojen absoluuttiset paikat 5 voidaan nyt laskea seuraavien kaavojen avulla, kun halutut rainojen leveydet ovat 1^, -«l^/ leikkaavien terien sivusuuntainen terävälys on lt, referenssimittapalan ja nollalinjan eli leikattavan rainan reunan väli on 1^, antureiden 56a ja 56b mahdollinen kulmavirhe on K ja kun 10 teräyksiköt on numeroitu 1...5 ja yläterille käytetään alaindeksiä Y ja alaterille alaindeksiä A ja terien järjestys on kuvion 9 mukainen: 11Y 10 + 1'\ ~ 1t

X1A = h + Χ1 + K

15 12Y = ’’’IA + 12 “ 1t 12A = 11Y + 12 + 1t 13Y = 12Y + 13 “ 1t 13A = 12A + 13 + 1t 4A = 13A + 14 ” 1t 20 14Y = λ3Υ + 14 + 1t 15Y = 14Y + 15 “ 1t 15A = 14A + 15 + 1t

Nyt mittakelkka 54 ajetaan kunkin terän absoluuttiseen asemaan. Seuraavaksi haluttu teräyksikkö siirretään 25 karkeasti ja nopeasti paikoilleen joko siirtoruuvin 14 tai 27 avulla riippuen siitä onko kysymys yläteräyksiköstä tai alateräyksiköstä pulssianturin 42 antamien pulssien lukumäärän perusteella. Kun teräyksikkö näin on saatu likimääräisesti paikoilleen ja mittakelkan, joka sisältää edulli-30 sesti yhden varsinaisen mitta-anturin ja kaksi lähestymis-anturia, antureiden mittausalueelle teräyksikkö siirretään edelleen joko siirtoruuvin 14 tai 27 siirtämänä hitaammin ja tarkasti oikealle paikoilleen mitta-anturin suhteen. Mittakelkan mitta-anturit 56a ja 56b ovat edullisesti in-35 duktiivisa antureita, joiden avulla saavutetaan erittäin korkea mittaustarkkuuden toistettavuus. Kuten kuviosta 5 69771 ilmenee, mitta-anturi 56a tai 56b sijaitsee mittaustilanteessa erittäin lähellä teräyksikön mittapalaa 68 tai 69 tai on jopa anturien kannatusjousien sallimassa mekaanisessa hankauksessa siihen.

5 Tällä tavoin kaikki halutut teräyksiköt siirretään halutuille paikoilleen ja ylimääräiset teräyksiköt jäävät varastoalueelle rajakytkimilleen. Leikkausalueen ylittävän mittauskelkan siirron estää raja-anturi 71 (kuvio 2). Kun kaikki halutut teräyksiköt ovat paikoillaan voidaan niiden 10 asema haluttaessa tarkistaa mittakelkan avulla seuraavasti: Mittakelkka ajetaan referenssipalan 70 kohdalle ja asemalas-kuri nollataan. Mittakelkan avulla etsitään jokaisen terän leikkaavaa reunaa vastaava mittapalan reuna ja verrataan asemalaskurin ulostuloa laskettuun absoluuttiseen arvoon.

15 Tässä voidaan hyväksyä pieni virhetoleranssi, muussa tapauksessa kyseisen teräyksikön asemointi korjataan.

Toisessa, kuvion 10 mukaisessa leikkauskombinaa-tiossa ensimmäisen yläterän vasen reuna leikkaa, toisin kuin kuvion 9 leikkauskombinaatiossa, joten terät saadaan 20 kulumaan tasaisesti molemmilta reunoiltaan.

Kun kaikki terät ovat paikoillaan ja toleranssin sisällä voidaan mittakelkka siirtää oikeaan reunaan varastoalueelle ja nostaa alaterät ylös. Tämän jälkeen varsinainen leikkaus voidaan aloittaa.

25 Johtuen mittausantureiden 56a ja 56b jousisovituk- sesta ja siitä johtuvasta mittausanturien ja mittapalan pienestä etäisyydestä (0,1 mm) ja induktiivisten anturien käytöstä päästään mittauksessa 0,001 mm toistettavuuteen. Samaan tarkkuuteen voidaan päästä myös käyttämällä optis-30 ta anturia. Näin ollen teräyksikkö voidaan paikoittaa mit-tauspään anturin suhteen oleellisesti samalla tarkuudella. Ylä- ja alateräyksiköiden asemoinnissa voidaan arvioida, päästävän 0,05 mm:n tarkkuuteen. Saavutettu tarkkuus riippuu oleellesti siitä kuinka tarkasti teräyksiköiden mitta-35 palat on asennettu terien kohdalle.

Esimerkkinä voidaan tarkastella järjestelmää, jossa mittauskelkan 54 siirto tapahtuu välyksettömän kuularuuvin 9 69771 60 avulla, jonka nousu on 5,0 mm ja halkaisija 25,0 mm. ruuvia pyörittää DC-servomoottori 63 maksiminopeuden ollessa 600 r/min. Moottorin 63 akselille on asennettu pulssi-anturi 67, joka antaa 5000 pulssia/kierros. Mittausreso-5 luutioksi saadaan 0,001 mm ja kun käytetään mitta-anturia, jonka toistotarkkuus on esim. 0,001 mm, saadaan teräyksiköt asemoitua 0,005 mm:n tarkkuudella.

Kun teräyksiköiden 1 ja 2 siirtoruuvien 14 ja 27 ja sivuttaissiirtoakselin 40 käyttömoottori 41 on servomoot-10 tori, jonka maksimi pyörimisnopeus on 3000 r/min ja kartio-hammaspyöräparien 38 ja 39 välityssuhde on 3 : 1, on siirtoruuvien 14 ja 27 maksimi pyörimisnopeus 1000 r/min. Kun siirtoruuvin 27 päässä oleva pulssianturi 42 antaa 50 pulssia/kierros ja siirtoruuvien 14 ja 27 nousu on 5,0 mm, 15 saadaan mittausresoluutioksi 0,1 mm. Tällöin teräyksiköiden karkean asemoinnin tarkkuuden määrää pulssianturien mittaustarkkuuden ja rajakytkimien 65 vast. 66 tunnistamis-etäisyyksien summa, 2...3 mm.

Näistä epätarkoista asemista teräyksiköt siirretään 20 mittauspään 56a vast. 56b kohdalle, jolloin teräyksikön asemointitarkkuudeksi saadaan mainittu noin 0,005 mm.

Claims (3)

10 69771

1. Menetelmä numeerisesti ohjatun, erityisesti metalli- tai muovirainan pitkittäisleikkaukseen tarkoitetun 5 kiekkoleikkurin leikkaavien terien asemoimiseksi, joka kiekkoleikkuri käsittää rungon (4, 21), ylemmät (1) ja alemmat (2) leikkausteräyksiköt, välineet (47, 48, 50, 52, 53, 79) teräyksiköiden käyttämiseksi ja välineet (14, 27, 54, 60) teräyksiköiden asemoimiseksi, jossa menetelmässä 10 teräyksiköt asemoidaan toisistaan riippumattomasti karkeasti numeerisesti ohjatun siirtovälineen (14, 27) avulla, tunnettu siitä, että karkean asemoinnin jälkeen teräyksiköt asemoidaan tarkasti halutuille paikoilleen ennalta oleellisesti välyksettömän siirtoelimen (60) 15 välityksellä numeerisesti paikoilleen ohjatun mittaus-kelkan (54) suhteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tarkassa asemoinnissa terien siirto suoritetaan mainitun siirtovälineen (14, 27) avulla.

3. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että asemoinnin ajaksi ylä- ja alateräyksiköt (1, 2) siirretään toisistaan erilleen pystysuunnassa.