CH631373A5 - Device for the continuous driving of a workpiece on a machine tool - Google Patents

Description

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PATENTANSPRUCH Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer zifferngesteuerten Werkzeugmaschine, mit einem Maschinenrahmen, in dem in einer mit diesem fest verbundenen Führung ein Längssupport (1) verschiebbar gelagert ist, einem Drehsupport (3) und einer Vorrichtung (14,15) zur Bewegung der beiden Supporte, wobei die beiden Supporte mit Mitteln (12, 12') zum Spannen eines Werkstückhalters (4) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem in einer am Rahmen (7) der Maschine vorgesehen Führung (10) verschiebbar gelagerten Quersupport (2) versehen ist, an welchem der Drehsupport (3) gelagert ist, wobei diese Führung (10) zur Führung (9) des Längssupportes (1) und ausserdem zur Drehachse (11) des Drehsupportes (3) senkrecht angeordnet ist. PATENT CLAIM Device for the continuous entrainment of a workpiece on a machine tool, in particular on a number-controlled machine tool, with a machine frame in which a longitudinal support (1) is slidably mounted in a guide firmly connected to it, a rotary support (3) and a device (14, 15) for moving the two supports, the two supports being provided with means (12, 12 ') for clamping a workpiece holder (4), characterized in that they have a guide (10.) Provided in the frame (7) of the machine ) slidably mounted cross support (2) is provided, on which the rotary support (3) is mounted, this guide (10) for guiding (9) the longitudinal support (1) and also perpendicular to the axis of rotation (11) of the rotary support (3) is.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes an einer Werkzeugmaschine, insbesondere an einer zifferngesteuerten Werkzeugmaschine. The invention relates to a device for the continuous entrainment of a workpiece on a machine tool, in particular on a number-controlled machine tool.

Bei den heute bekannten Einrichtungen für den Vorschub eines Werkstückes, bei zifferngesteuerten Werkzeugmaschinen, wird ein Verfahren mit einem rechtwinkligen Koordinationssystem angewandt, bei dem die kontinuierliche, gegenseitig abhängige Bewegung des Werkstückes und Werkzeuges durch einen Interpolator gesteuert wird. Eine derartige Einrichtung ist verhältnismässig kompliziert, kostspielig und unzuverlässig. Es ist auch eine im tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 153 136 beschriebene Einrichtung bekannt, die ohne Interpolator eine lineare, nicht jedoch eine kreisförmige Interpolation ermöglicht. In the devices known today for feeding a workpiece, in numerically controlled machine tools, a method is used with a right-angled coordination system in which the continuous, mutually dependent movement of the workpiece and tool is controlled by an interpolator. Such a device is relatively complicated, expensive and unreliable. A device described in Czechoslovakian copyright certificate No. 153 136 is also known which enables a linear but not a circular interpolation without an interpolator.

Ferner ist durch den tschechoslowakischen Urheberschein Nr. 177 748 (PV 727-76) eine Einrichtung bekannt, die ohne Interpolator eine lineare und kreisförmige Interpolation ermöglicht. Eine Bearbeitung unter Neigung, ohne Steuerung der Neigungsrichtung des Werkzeuges, ist jedoch nicht möglich, und es besteht auch keine weitere Möglichkeit, die sich aus der unveränderlichen Vorschubrichtung des Werkstückes, im Hinblick auf das Werkzeug während der Bearbeitung, ergeben könnte. Furthermore, a device is known from the Czechoslovak copyright certificate No. 177 748 (PV 727-76) which enables linear and circular interpolation without an interpolator. However, machining under an incline without controlling the direction of inclination of the tool is not possible, and there is also no further possibility that could result from the unchanging direction of advance of the workpiece with respect to the tool during machining.

Die angeführten Nachteile der bekannten Einrichtungen zum Werkstückvorschub beseitigt die erfindungsgemässe Einrichtung dadurch, dass sie mit einem in einer am Rahmen der Maschine vorgesehenen Führung verschiebbar gelagerten Quersupport versehen ist, an welchem ein Drehsupport gelagert ist, wobei diese Führung zur Führung des Längssupportes und ausserdem zur Drehachse des Drehsupportes senkrecht angeordnet ist. The above-mentioned disadvantages of the known devices for workpiece feed are eliminated by the device according to the invention in that it is provided with a transverse support which is displaceably mounted in a guide provided on the frame of the machine and on which a rotary support is mounted, this guide for guiding the longitudinal support and also for the axis of rotation of the rotating support is arranged vertically.

Die vorgeschlagene Einrichtung zur kontinuierlichen Mitnahme eines Werkstückes ermöglicht eine grössere Zuverlässigkeit der linearen und kreisförmigen Interpolation von Plankurven, wobei keine komplizierte und kostspielige Interpolationseinrichtung nötig ist. The proposed device for the continuous entrainment of a workpiece enables greater reliability of the linear and circular interpolation of plane curves, with no complicated and costly interpolation device being necessary.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es zeigt: An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch die Einrichtung, 1 schematically shows a longitudinal section through the device,

Fig. 2 einen Grundriss dieser Einrichtung, 2 is a plan view of this facility,

Fig. 3 einen Grundriss nach Verdrehen des Drehsupports, 3 is a plan view after turning the rotary support,

Fig. 4 einen Grundriss nach erfolgter Bewegung des Quersupports, 4 shows a floor plan after the movement of the transverse support,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Einrichtung, 5 shows a longitudinal section through the device,

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Einrichtung ohne Werkstückhalter, 6 is a plan view of the device without a workpiece holder,

Fig. 7 eine Vorderansicht der Einrichtung und Fig. 7 is a front view of the device and

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines hergestellten Schnittes. Fig. 8 is a schematic representation of a section produced.

Wie die Fig. 1 bis 7 zeigen, hat die Einrichtung einen Längssupport 1, an dem der Halter 4 des Werkstückes 5 frei angeordnet ist. 1 to 7 show, the device has a longitudinal support 1 on which the holder 4 of the workpiece 5 is freely arranged.

Am Quersupport 2 ist der Drehsupport 3 drehbar gelagert. Der Längssupport 1 und der Quersupport 2 bewegen sich voneinander unabhängig und senkrecht zu einander in Führungen 9 und 10 des Maschinenrahmens 7. Die Drehachse 11 des Drehsupports 3 verläuft senkrecht zur Bewegungsrichtung des Längssupports 1 und des Quersupports 2. Das Werkzeug 6 für die Bearbeitung, eventuell zum Zeichnen oder für andere Zwecke, hat eine Hauptachse 8, die mit der Achse des Drehsupports 3 identisch ist oder parallel zu ihr verläuft, oder bei der Bearbeitung unter einem Winkel zur Drehachse des Drehsupports 3 in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Längssupports 1, um die Grösse der gewünschten Neigung verdreht ist. Der Halter 4 des Werkstückes 5 wird z.B. mittels Elektromagneten 12, deren Impulse von einem nicht eingezeichneten Ziffernsteuerungssystem abgeleitet werden, mit dem Drehsupport 3 bei seiner Drehung und mit dem Längssupport 1 bei seiner geradlinigen Bewegung verbunden und ebenso mit dem Längssupport 1 bei der Bewegung des Quersupports 2. Eine Änderung der Verbindung des Halters 4 des Werkstückes 5 vom Drehsupport 3 auf den Längssupport 1 erfolgt so, dass zuerst mittels Elektromagneten 12 eine Verbindung mit dem Längssupport 1 und dann durch Elektromagneten 12' eine Trennung vom Drehsupport 3 erfolgt. Ähnlich erfolgt mittels Elektromagneten bei Verbindungsänderung vom Längssupport 1 auf den Drehsupport 3 mittels Elektromagneten 12' zuerst eine Verbindung mit dem Drehsupport 3 und dann erst eine Trennung vom Längssupport 1 mittels der Elek-tromagnete 12. The rotary support 3 is rotatably mounted on the transverse support 2. The longitudinal support 1 and the transverse support 2 move independently of one another and perpendicular to one another in guides 9 and 10 of the machine frame 7. The axis of rotation 11 of the rotating support 3 runs perpendicular to the direction of movement of the longitudinal support 1 and the transverse support 2. The tool 6 for machining, possibly for drawing or for other purposes, has a main axis 8, which is identical to or parallel to the axis of the rotary support 3, or when processing at an angle to the axis of rotation of the rotary support 3 in a plane perpendicular to the direction of movement of the longitudinal support 1 the size of the desired inclination is twisted. The holder 4 of the workpiece 5 is e.g. by means of electromagnets 12, the impulses of which are derived from a numerical control system (not shown), connected to the rotary support 3 when it rotates and to the longitudinal support 1 when it moves in a straight line, and likewise to the longitudinal support 1 when the transverse support 2 moves. A change in the connection of the holder 4 of the workpiece 5 from the rotary support 3 to the longitudinal support 1 is such that a connection to the longitudinal support 1 is first made by means of electromagnets 12 and then a separation from the rotary support 3 by means of electromagnets 12 '. Similarly, when the connection is changed from the longitudinal support 1 to the rotary support 3 by means of electromagnets 12 ', electromagnets first connect to the rotary support 3 and only then separate from the longitudinal support 1 by means of the electromagnets 12.

Im Fall des Funkenschneidverfahrens arbeitet die Einrichtung folgendermassen: In the case of the spark cutting process, the facility works as follows:

Ein Werkstück 5 wird mittels Spanneisen an dem Halter 4 mechanisch angebracht, und dieser wird mit Hilfe von erregten Elektromagneten 12 am Längssupport 1 befestigt. Elektrische Kabel, die zu den Elektromagneten führen, sind mit 18 bzw. 19 und Bürsten samt Schleifringen mit 20 bezeichnet. A workpiece 5 is mechanically attached to the holder 4 by means of clamps, and this is attached to the longitudinal support 1 with the aid of excited electromagnets 12. Electrical cables leading to the electromagnets are labeled 18 and 19 and brushes including slip rings are labeled 20.

Ein Schneckenantrieb 15 setzt den Längssupport 1 entlang der Führung 9 in Bewegung und bringt somit das Werkstück in Kontakt mit dem Werkzeug 6, so dass ein geradliniger Schnitt entsteht, wie der Abschnitt A in Fig. 7 zeigt. Soll an diesen geradlinigen Schnitt entsprechend dem Abschnitt A ein weiterer geradliniger Schnitt entsprechend einem Abschnitt B unter dem Winkel Alpha folgen, so wird der Längssupport 1 angehalten, die Elektromagneten ziehen den Halter 4 des Werkstückes 5 an den Drehsupport 3 an, während die Elektromagnete 12 des Längssupportes 1 aberregt werden, so dass der Halter 4 vom Längssupport 1 gelöst wird. Der Drehsupport 3, dessen Drehachse 11 in diesem Fall mit der Achse 8 des Werkstücks 5 identisch ist, dreht sich um den erforderten Winkel Alpha. Die Drehbewegung erfolgt durch eine mit dem Zahnring 13 des Drehsupports 3 in Eingriff stehende Schnecke 14. Die Elektromagnete 12 des Längssupports 1 werden erregt und die Elektromagnete 12 des Drehsupports aberregt, so dass der Halter 4 wieder am Längssupport 1 festgehalten wird. Dieser fängt dann an, das Werkstück 5 in Kontakt mit dem Werkzeug 6 geradlinig mitzunehmen, wodurch wiederum ein geradliniger Schnitt entsprechend dem Abschnitt B entsteht. Soll der letztge2 A worm drive 15 sets the longitudinal support 1 in motion along the guide 9 and thus brings the workpiece into contact with the tool 6, so that a straight cut is produced, as section A in FIG. 7 shows. If this rectilinear cut in accordance with section A is to be followed by a further rectilinear cut in accordance with section B at the angle alpha, the longitudinal support 1 is stopped, the electromagnets attract the holder 4 of the workpiece 5 to the rotary support 3, while the electromagnets 12 Longitudinal support 1 are de-energized so that the holder 4 is released from the longitudinal support 1. The rotary support 3, the axis of rotation 11 of which in this case is identical to the axis 8 of the workpiece 5, rotates by the required angle alpha. The rotary movement is effected by a worm 14 which engages with the toothed ring 13 of the rotary support 3. The electromagnets 12 of the longitudinal support 1 are excited and the electromagnets 12 of the rotary support are de-energized, so that the holder 4 is held on the longitudinal support 1 again. This then begins to take the workpiece 5 in a straight line in contact with the tool 6, which in turn produces a straight cut corresponding to section B. Should the last

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

631 373 631 373

nannte an einem kreisbogenförmigen Schnitt entsprechend dem Abschnitt C von Halbmesser R angeschlossen werden, so wird der Drehsupport 3 mit Hilfe des Quersupports 2 so verschoben, dass die Entfernung seiner Drehachse 11 von der Achse 8 des Werkzeuges 6 dem Halbmesser R des betref- 5 fenden Kreisbogens gleicht. Die Verschiebung des Quersupports 2 entlang der Führung 10 wird durch den Schneckenantrieb 16 durchgeführt. Nachdem der geforderte Vorschub des Quersupports 2 ausgeführt worden ist, erregen sich seine Elektromagneten 12 unter gleichzeitiger Aber- 10 regung der Elektromagneten 12 des Längssupportes 1, wodurch der Halter 4 am Drehsupport 3 festgehalten wird. Infolge Drehung des Drehsupports 3 wird nun das Werkstück 5 in Kontakt mit dem Werkzeug 6 mitgenommen, so dass ein Schnitt ausgeführt wird, dessen Halbmesser der Entfer- 15 nung der Achse 8 des Werkzeugs 6 von der Drehachse 11 des Drehsupports 3 gleicht. called to be connected to a circular arc-shaped section corresponding to section C of radius R, the rotary support 3 is shifted with the help of the transverse support 2 so that the distance of its axis of rotation 11 from the axis 8 of the tool 6 corresponds to the radius R of the circular arc in question equal. The displacement of the transverse support 2 along the guide 10 is carried out by the worm drive 16. After the required advance of the cross support 2 has been carried out, its electromagnets 12 excite with simultaneous excitation of the electromagnets 12 of the longitudinal support 1, whereby the holder 4 is held on the rotary support 3. As a result of the rotation of the rotary support 3, the workpiece 5 is now brought into contact with the tool 6, so that a cut is made, the radius of which corresponds to the distance of the axis 8 of the tool 6 from the axis of rotation 11 of the rotary support 3.

Um die Abnahme des Halters 4 von dem Längs- sowie Drehsupport 1 bzw. 3 erleichtern zu können, ist es ratsam, die Oberflächen derselben mit pneumatischen Düsen 17 zu 20 versehen, durch welche im Bedarfsfall Druckluft unter den Halter 4 zugeliefert werden kann. Gleichfalls können solche pneumatischen Düsen 17 zum Festhalten des Halters 4 an einen der beiden Supporte 1 bzw. 3 mittels Unterdrucks anstelle mit Hilfe der Elektromagneten 12,12' angewandt wer- 25 den. Die Bewegungen der Supporte 1,2 und 3 können in beliebiger Reihenfolge aufeinanderfolgen. Dadurch kann eine beliebige Kurvenbahn einer Relativbewegung des Werkzeuges 6 im Hinblick auf das Werkstück 5 interpoliert werden, wobei deren Bewegungen durch ein nicht dargestelltes 30 zifferngesteuertes System besorgt werden. In order to facilitate the removal of the holder 4 from the longitudinal and rotary support 1 or 3, it is advisable to provide the surfaces thereof with pneumatic nozzles 17 to 20, through which compressed air can be supplied under the holder 4 if necessary. Likewise, such pneumatic nozzles 17 can be used to hold the holder 4 to one of the two supports 1 or 3 by means of negative pressure instead of using the electromagnets 12, 12 '. The movements of the supports 1, 2 and 3 can follow one another in any order. As a result, any cam path of a relative movement of the tool 6 with respect to the workpiece 5 can be interpolated, the movements of which are provided by a numerical-controlled system (not shown).

Die vorgeschlagene Einrichtung ist deshalb sehr vorteilhaft, weil Plankurven ohne gleichzeitige gegenseitig abhängige Bewegung zweier Supporte interpoliert werden können. The proposed device is very advantageous because face curves can be interpolated without simultaneous interdependent movement of two supports.

Ferner ist diese Ausführung deshalb von Vorteil, weil die technologische Vorschubrichtung des Werkstückes im Hinblick auf das Werkzeug 6 ständig gleich ist; sie liegt stets in der Bewegungsrichtung des Längssupportes. Furthermore, this embodiment is advantageous because the technological feed direction of the workpiece with respect to the tool 6 is always the same; it always lies in the direction of movement of the longitudinal support.

Dies ermöglicht sehr einfach eine Abmessungskorrektur der bearbeiteten Form durch Verschieben des Werkstückes mittels des Quersupportes 2 um die Grösse der gewünschten Korrektur vor Bearbeitungsbeginn. Die unveränderte Vorschubrichtung des Werkstückes 5 im Hinblick auf das Werkzeug 6 während der Bearbeitung weist noch andere Vorteile auf, die sich aus folgender Beschreibung ergeben. This makes it very easy to correct the dimension of the machined shape by moving the workpiece by means of the cross support 2 by the size of the desired correction before the start of machining. The unchanged direction of advance of the workpiece 5 with respect to the tool 6 during machining has other advantages that result from the following description.

Die vorgeschlagene Erfindung ist besonders vorteilhaft für den Werkstückvorschub beim Funkenschneidverfahren mittels einer Drahtelektrode. Diese Drahtelektrode liegt in der Hauptachse 8 der Einrichtung. Falls diese Drahtelektrode hinsichtlich der Drehachse des Drehsupportes 3 in einer zur Bewegungsrichtung des Längssupportes 1 senkrechten Ebene verschwenkt wird, kann unter einem Winkel geschnitten werden. The proposed invention is particularly advantageous for the workpiece feed in the spark cutting method using a wire electrode. This wire electrode lies in the main axis 8 of the device. If this wire electrode is pivoted with respect to the axis of rotation of the rotary support 3 in a plane perpendicular to the direction of movement of the longitudinal support 1, it can be cut at an angle.

Diese Verschwenkung, die der gewünschten Wandneigung z.B. einer zu fertigenden Öffnung entspricht, befindet sich ständig in der gleichen Ebene, deren Lage sich hinsichtlich des Maschinenrahmens 7 nicht ändert, so dass während der Bearbeitung die Neigungsrichtung der Drahtelektrode nicht gesteuert werden muss. This pivoting, which corresponds to the desired wall slope e.g. corresponds to an opening to be produced, is always in the same plane, the position of which does not change with respect to the machine frame 7, so that the direction of inclination of the wire electrode does not have to be controlled during processing.

Es sind jedoch noch andere Anwendungsmöglichkeiten vorhanden, so z.B. für den Werkstückvorschub beim Schneiden mittels eines Sägebandes, wo die Hauptachse des Werkzeuges durch die Hauptschneiden des Sägebandes hindurchgeht, oder bei der Bearbeitung mittels eines rotierenden Werkzeuges, z.B. eines Fräsers, wo die Hauptachse des Werkzeuges identisch mit dessen Rotationsachse ist. However, there are other possible uses, e.g. for workpiece feed when cutting using a saw band where the main axis of the tool passes through the main cutting edges of the saw band, or when machining using a rotating tool, e.g. a milling cutter, where the main axis of the tool is identical to its axis of rotation.

Diese Beispiele erschöpfen nicht sämtliche Anwendungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Erfindung. These examples do not exhaust all possible applications of the proposed invention.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings