DE1552524C3 - Antriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Herstellen wendeiförmiger Nuten - Google Patents
Antriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Herstellen wendeiförmiger NutenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Herstellen wendeiförmiger
Nuten, bei der eine einer Längsvorschubbewegung des Werkstücks zugeordnete Drehbewegung des Werkstücks
mittels eines elektrischen Schrittmotors realisierbar ist, der durch Impulsfolgen betätigbar ist, deren
Frequenz in einem festen Verhältnis zur Geschwindigkeit der Längsvorschubbewegung steht, wobei die
Zuordnung der beiden Bewegungen durch einen Impulsteiler bestimmbar ist, der entsprechend der jeweils
gewünschten Steigung der Wendel mittels eines Steigungsschalters einstellbar ist, und bei der für den
Schrittmotor zur Drehbewegung des Werkstücks eine HilfsSteuereinrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe
diesem Schrittmotor während seiner Beschleunigungsund Verzögerungsvorgänge bei Übersteigen eines für
schritthaltendes Anlaufen und Abbremsen des Schrittmotors zulässigen Wertes der Impulsfolgefrequenz
eine von der normalerweise wirksamen Impulsfolge abweichende, in ihrer Frequenz veränderbare, eine
schritthaltende Bewegung des Schrittmotors gewährleistende Impulsfolge zuführbar ist.
Bei einer Vorrichtung gemäß diesem Oberbegriff, dem der ältere Vorschlag nach dem deutschen Patent
13 02 449 zugrunde liegt, lassen sich auf Werkzeugmaschinen ein- oder mehrgängige wendeiförmige Nuten
an zylindrischen Werkstücken ausbilden, wobei die wendeiförmigen Nuten eine konstante Steigung und
einen konstanten Steigungswinkel aufweisen. Falls konische Werkstücke bearbeitet werden sollen, ergeben
sich wendeiförmige Nuten mit konstanter Steigung, jedoch mit einem variablen Steigungswinkel auf Grund
des sich ändernden Durchmessers des Werkstückes. Somit lassen sich mit der Antriebsvorrichtung nach
dem älteren Vorschlag lediglich zylindrische Werkstükke mit ausreichenden Möglichkeiten bearbeiten, nicht
jedoch konische Werkstücke, bei denen häufig ein konstanter Steigungswinkel zusammen mit veränderlicher
Steigung benötigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu ermöglichen,
daß in konische Werkstücke wendeiförmige Nuten mit konstantem Steigungswinkel zusammen mit
veränderlicher Steigung eingearbeitet werden können. Die erfindungsgemäße Lösung für dieses Problem ist
dadurch gekennzeichnet, daß für die Längsvorschubbewegung ein weiterer elektrischer Schrittmotor vorgesehen
ist, daß ein Hauptimpulsgenerator mit veränderbarer Impulsfrequenz vorgesehen ist, der einerseits mit
dem Schrittmotor für die Längsvorschubbewegung und andererseits mit dem dem Schrittmotor für die Drehbewegung
vorgeschalteten, die Wendelsteigung bestimmenden Impulsteiler sowie mit einem zweiten Impulsteiler
in Wirkverbindung steht, der durch einen die Konizität des Werkstückes berücksichtigenden Konusschalter
einstellbar ist und dessen Ausgangsimpulse einem mittels des Steigungsschalters voreingestellten,
den die Wendelsteigung bestimmenden Impulsteiler steuernden Steigungseinstellzähler zuführbar sind, dessen
Zählerstand während des Arbeitsvorganges durch die Ausgangsimpulse des zweiten Impulsteilers veränderbar
ist.
In Ausgestaltung der Erfindung ist die Frequenz der Impulse des Hauptimpulsgenerators durch einen diesem
nachgeschalteten Impulsteiler veränderbar.
Bei einer abgeänderten Ausführungsform ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Hauptimpulsgenerator
als frequenzvariabler Impulsgenerator ausgebildet. .
Dabei ist zweckmäßigen weiterer Ausbildung der Erfindung
die Impulslieferung von dem Hauptimpulsgenerator an den zweiten Impulsteiler mittels eines
UND-Gatters durch einen Schalter abschaltbar.
Mit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung ist die Bearbeitung von kegeligen Werkstücken im Sinne
der Aufgabe möglich. Auf der Mantelfläche dieser Kör-
per kann eine Nut mit konstantem Steigungswinkel eingearbeitet werden. Zur Erzielung dieses mit bekannten
Einrichtungen nicht erreichbaren Effektes wird während der Durchführung des Schneidvorganges die
Steigung kontinuierlich verändert, denn im Gegensatz zu Schraubenlinien auf zylindrischen Oberflächen stehen
bei konischen Oberflächen Steigung und Steigungswinkel einer Schraubenlinie in keinem konstanten
Verhältnis zueinander.
Anspruch 1 gilt nur nach Maßgabe seiner Gesamtkombination.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 das Prinzip der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung in einem Blockschaltbild,
F i g. 2 eine abgeänderte Ausführungsform,
F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 werden die von einem Hauptimpulsgenerator 104 abgegebenen
Impulse durch einen Impulsteiler 105, dessen Ausgang stufenweise durch einen Wahlschalter 106 steuerbar ist,
in dem Maße geteilt bzw. reduziert, wie es für den gewünschten Längsvorschub, der von einem Schrittmotor
108 bewirkt wird, im Verhältnis zu der erforderlichen Drehzahl eines Schrittmotors 5 erforderlich ist, der die
Drehbewegung des Werkstückes hervorruft, das durch eine Spindel 2 angetrieben wird. Das Bezugszeichen
107 bezeichnet einen Verstärker, der die vom Impulsteiler 105 kommenden Impulse verstärkt, bevor sie dem
Schrittmotor 108 für den Längsvorschub eingegeben werden.
Während die Impulse von dem Impulsteiler 105 über den Verstärker 107 unmittelbar auf den Schrittmotor
108 für den Längsvorschub gegeben werden, erreichen sie den Schrittmotor S für die Drehbewegung des
Werkstückes nur über einen Impulsteiler 100, dessen Teilungsverhältnis" fortlaufend geändert wird, und zwar
entsprechend den Erfordernissen, um an konischen Werkstücken wendeiförmige Nuten mit konstantem
Steigungswinkel sowie veränderlicher Steigung zu erzeugen.
Zu Beginn des Bearbeitungsvorganges wird ein Konusschalter 111 in Abhängigkeit vom jeweiligen Konuswinkel
des Werkstücks genau eingestellt, damit entsprechend diesem Konuswinkel ein konstanter Steigungswinkel
erzielt werden kann. Der Konusschalter 111 stellt seinerseits einen zweiten Impulsteiler 110 ein,
der dann mit dieser festen Einstellung die vom Impulsteiler 105 kommenden Impulsfolgen in einem festen
Verhältnis entsprechend der Stellung des Konusschalters 111 teilt.
An Steigungsschaltern 99 wird eine Anfangssteigung eingestellt. Diese Einstellung verstellt einen Steigungseinstellzähler
109 entsprechend. Falls keine Impulse von dem zweiten Impulsteiler 110 auf den Steigungseinstellzähler
109 gelangen, teilt der erste Impulsteiler 100 die von dem Impulsteiler 105 kommenden Impulse
in dem Verhältnis auf, daß zu Beginn des Bearbeitungs-Vorganges über den Steigungsschalter 99 im Steigungseinstellzähler
109 eingestellt worden ist.
Empfängt der Steigungseinstellzähler 109 dagegen Impulsfolgen von dem zweiten Impulsteiler 110 während
des Bearbeitungsvorganges, so verstellt der Steigungseinstellzähler 109 das Teilungsverhältnis des ersten
Impulsteilers 100 entsprechend. Mit 112 ist ein Verstärker bezeichnet, der dem Schrittmotor 5 vorgeschaltet
ist.
Auf diese Weise ändert sich die Steigung bei der Bearbeitung eines konischen Werkstückes ständig, und
zwar entsprechend der Einstellung des Konusschalters 111 und des zweiten Impulsteilers 110 derart, daß ein
konstanter Steigungswinkel an den erzeugten wendeiförmigen Nuten entsteht.
Bei Abschaltung des Konusschalters 111 und des an diesen angeschlossenen zweiten Impulsteilers 110 wird
an konischen Werkstücken eine wendeiförmige Nut mit variablen Steigungswinkel und konstanter Steigung
erzeugt, während im gleichen Falle bei Bearbeitung zylindrischer Werkstücke eine wendeiförmige Nut entsteht,
bei der Steigung und Steigungswinkel konstant sind.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist der Hauptimpulsgenerator
104 unmittelbar auf den Impulsteiler 100 und den Impulsteiler 105 geschaltet. Die Impulse
vom Impulsteiler 100 gelangen über den Verstärker 112 auf den Schrittmotor S für die Drehbewegung. Die Impulse
vom Impulsteiler 105 werden über den Verstärker 107 auf den Schrittmotor 108 für den Längsvorschub
gegeben. Sie werden ferner zum Impulsteiler 110 geführt, dessen Ausgang durch den Konusschalter 111
bestimmbar ist. Die Impulse vom Impulsteiler 110 gelangen zum Steigungseinstellzähler 109, der durch den
Steigungsschalter 99 eingestellt werden kann. Der Ausgang des Steigungseinstellzählers 109 bestimmt die Impulsteilung
durch den Impulsteiler 100. Der Impulsteiler 105 ist durch den Wahlschalter 106 steuerbar, der dem
Schalter 106 nach F i g. 1 gleicht.
Zur Erzeugung einer konstanten Steigung werden die Impulse vom Hauptimpulsgenerator 104 auf die Impulsteiler
100, 105 gegeben und gelangen von dort zu den Schrittmotoren 5 bzw. 108.
Zur Erzeugung einer variablen Steigung — und damit eines konstanten Steigungswinkels — werden bei
der Bearbeitung konischer Werkstücke die Impulse vom Impulsteiler 105 über den Impulsteiler 110 zum
Steigungseinstellzähler 109 gegeben. Der Zähler 109 liefert am Ausgang binäre Potentiale konstanter Größe,
die von Steigung zu Steigung gestuft sind. Infolge dieser Ausgangswerte liefert der Impulsteiler 100 Ausgangsimpulse
konstanter Größe und von einer vorbestimmten, sich ändernden Geschwindigkeit, die proportional
der Änderung des Werkstückdurchmessers ist. Diese Impulse werden dem Schrittmotor S zugeführt.
Es wird also bei der Herstellung einer veränderlichen Steigung ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen den
Ausgängen des Konusschalters 111, des Steigungsschalters
99 und des Wahlschalters 106 geschaffen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 liefert ein frequenzvariabler
Impulsgenerator 115 Impulse auf den Impulsteiler 100 und auf einen festen Impulsteiler 116.
Die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 115 werden über ein UND-Gatter 118 auf den Impulsteiler 110
gegeben, der durch den Konusschalter 111 gesteuert ist. Die Steuerung des Zustandes des UND-Gatters 118
erfolgt über einen Schalter 120. Befindet sich der Schalter 120 in seiner rechten Stellung, so ist das UND-Gatter
118 mit Masse verbunden und damit wirksam gesperrt. Steht der Schalter 120 jedoch in der linken Stellung,
so wird ein negatives Potential an das UND-Gatter 118 angelegt, und die Impulse vom frequenzvariablen
Impulsgenerator 115 werden über das UND-Gatter 118 auf den Impulsteiler 110 gegeben. Diese Impulse
werden durch den Impulsteiler 110 entsprechend der Stellung des Konusschalters 111 geteilt und dem Stei-
gungseinstellzähler 109 zugeführt. Dieser Zähler arbeitet wie im Zusammenhang mit F i g. 2 beschrieben. Die
Impulsteilergeschwindigkeit des Impulsteilers 100 wird kontinuierlich variiert. Dessen Ausgangsimpulse werden
dann über den Verstärker 112 auf den Schrittmotor 5 für die Drehbewegung gegeben, der die Spindel 2
dreht. Das aus F i g. 3 entnehmbare System ruft somit eine konstante Steigung hervor, wenn sich der Schalter
120 in der rechten oder Ausgangsstellung befindet und erzeugt eine variable Steigung, wenn der Schalter 120
in der linken Stellung steht. Wird diese Einrichtung bei einem zylindrischen Werkstück verwendet, so führt die
konstante Steigung zu einem konstanten Steigungswinkel der Wendel. Wird ein konisches Werkstück bearbeitet,
dann ergibt sich eine Wendel mit sich ändernder Steigung, jedoch konstantem Steigungswinkel.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Antriebsvorrichtung für Werkzeugmaschinen zum Herstellen wendeiförmiger Nuten, bei der eine
einer Längsvorschubbewegung des Werkstücks zugeordnete Drehbewegung des Werkstücks mittels
eines elektrischen Schrittmotors realisierbar ist, der durch Impulsfolgen betätigbar ist, deren Frequenz
in einem festen Verhältnis zur Geschwindigkeit der Längsvorschubbewegung steht, wobei die Zuordnung
der beiden Bewegungen durch einen Impulsteiler bestimmbar ist, der entsprechend der jeweils
gewünschten Steigung der Wendel mittels eines Steigungsschalters einstellbar ist, und bei der für
den Schrittmotor zur Drehbewegung des Werkstükkes eine HilfsSteuereinrichtung vorgesehen ist, mit
deren Hilfe diesem Schrittmotor während seiner Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge bei
Übersteigen eines für schritthaltendes Anlaufen und Abbremsen des Schrittmotors zulässigen Wertes
der Impulsfolgefrequenz eine von der normalerweise wirksamen Impulsfolge abweichende, in ihrer
Frequenz veränderbare, eine schritthaltende Bewegung des Schrittmotors gewährleistende Impulsfolge
zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Längsvorschubbewegung ein weiterer
elektrischer Schrittmotor (108) vorgesehen ist, daß ein Hauptimpulsgenerator (104; 115) mit veränderbarer
Impulsfrequenz vorgesehen ist, der einerseits mit dem Schrittmotor (108) für die Längsvorschubbewegung
und andererseits mit dem dem Schrittmotor (S) für die Drehbewegung vorgeschalteten,
die Wendelsteigung bestimmenden Impulsteiler (100) sowie mit einem zweiten Impulsteiler (110) in
Wirkverbindung steht, der durch einen die Konizität des Werkstücks berücksichtigenden Konusschalter
(111) einstellbar ist und dessen Ausgangsimpulse einem mittels des Steigungsschalters (99) voreingestellten,
den die Wendelsteigung bestimmenden Impulsteiler (100) steuernden Steigungseinstellzähler
(109) zuführbar sind, dessen Zählerstand während des Arbeitsvorgangs durch die Ausgangsimpulse
des zweiten Impulsteilers (110) veränderbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impulse des Hauptimpulsgenerators
(104) durch einen diesem nachgeschalteten Impulsteiler (105) veränderbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptimpulsgenerator (115) als
frequenzvariabler Impulsgenerator ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulslieferung von dem Hauptimpulsgenerator
(115) an den zweiten Iinpulsteiler
(110) mittels eines UND-Gatters (118) durch einen Schalter (120) abschaltbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1552524B2 DE1552524B2 (de) | 1975-04-17 |
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ID=23884009
Family Applications (1)
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JPS5590224A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Tokai T R W Kk | Rack pinion steering gear and gear cutting method of its rack |
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CH661890A5 (de) * | 1983-10-01 | 1987-08-31 | Werner Ullmann | Antrieb fuer eine maschine zur herstellung eines werkstueckes einer bestimmten raumform mittels eines formenschleif-werkzeuges. |
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