DE1777319C3 - Electric copy control device for cutting machine tools - Google Patents

Electric copy control device for cutting machine tools

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DE1777319C3 DE19651777319 DE1777319A DE1777319C3 DE 1777319 C3 DE1777319 C3 DE 1777319C3 DE 19651777319 DE19651777319 DE 19651777319 DE 1777319 A DE1777319 A DE 1777319A DE 1777319 C3 DE1777319 C3 DE 1777319C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kopierregeleinrichtung für spanabhebende Werkzeugma menfassung der gesamten Steuerung an einer Stelle bedienungsmäßig sehr große Vorteile, da nicht nur das Einrichten an einer Stelle vorgenommen werden kann, sondern auch die Arbeitsweise der Maschine an einer Stelle kontrolliert werden kann.The invention relates to an electrical copy control device for cutting tool dimensions of the entire control in one place very big advantages, since the setup can not only be done in one place, but also the operation of the machine can be checked in one place.

Ein weiterer Vorteil dieser Zusammenfassung der Vorschub- und Regeleinheit besteht darin, daß diese Einheit für eine ganze Reihe von Maschinen verwendet werden kann, da die Größe des Vorschubantriebs nicht mit der Maschinengröße wächst, sondern es wächst im wesentlichen nur die Leistung des Fräserantriebs. Aus statischen Gründen wird das Getriebe des Vorschubs so ausgeführt, daß auch große Maschinen damit angetrieben werden können. Die gleiche Baueinheit kann also für Maschinen mit beispielsweise Hüben von 50 bis 500 mm verwendet werden. Dadurch besteht auch die Möglichkeit, sich abmessungsmäßig weitgehend von den Gegebenheiten der Maschine zu trennen. Denn es müssen nur noch die Kräfte eingeleitet werden, die erforderlich sind, um einerseits die Schablone zu drehen und andererseits'den Schablonenschlitten anzutreiben. Das ermöglicht eine mechanisch sehr kleine und damit elegante Bauweise, so daß die Unterbringung neben oder in dem Steuerpult oder dem Schaltschrank der Maschine möglich wird, wodurch die Bedienung und die Einrichtung der Maschine noch wesentlich übersichtlicher und auch betriebssicherer durchgeführt werden können.Another advantage of this summary of the feed and control unit is that this Unit can be used for a whole range of machines because the size of the feed drive is not grows with the size of the machine, but essentially only the power of the cutter drive increases. the end For static reasons, the gearbox of the feed is designed so that large machines can also be driven with it can be. The same unit can therefore be used for machines with, for example, strokes from 50 to 500 mm can be used. As a result, there is also the possibility of largely differing in terms of dimensions to the specifics of the machine. Because only those forces have to be introduced that are necessary on the one hand to rotate the stencil and on the other hand to drive the stencil carriage. This enables a mechanically very small and therefore elegant design, so that the accommodation next to or in the control panel or the control cabinet of the machine, whereby the operation and the machine can be set up much more clearly and reliably can.

Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Refinements within the scope of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch darget teilten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. It shows

F i g. 1 ein Schema des gesamten Antriebs einschließlich der Kopierregeleinrichtung,F i g. 1 a diagram of the entire drive including the copy control device,

F i g. 2 ein Schaltschema eines Drehfeldgebers und eines Drehtransformators zur Steuerung der Drehzahl des Werkstück-Spindelmotors, mF i g. 2 a circuit diagram of a rotary field encoder and a rotary transformer for controlling the speed of the workpiece spindle motor, m

F i g. 3 zur F i g. 2 gehörige Steuerkurven.F i g. 3 to FIG. 2 associated control cams.

In F i g. 1 ist 4 das Werkstück, das zentrisch aufgespannt ist und vor dem sich der Werkzeugschlitten 12 mit dem Werkzeug F befindet. Es kann auch ein zwei- !sr Werkzeugschlitten angeordnet sein, der hier nicht gezeigt ist. Das Werkstück 4 erhält seinen Antrieb über Schneckentriebe 30, ein Zahnradpaar 40/41, ein Kegelradpaar 42/43 und weitere Vorgelege von dem Werkstück-Spindelantriebsmotor 16.In Fig. 1, 4 is the workpiece which is clamped centrally and in front of which the tool slide 12 with the tool F is located. A two-tool slide, which is not shown here, can also be arranged. The workpiece 4 receives its drive via worm drives 30, a gear pair 40/41, a bevel gear pair 42/43 and further back gears from the workpiece spindle drive motor 16.

Eine Schablone 2 wird über die Welle 11, eine Kupplung 21, ein Zahnradpaar 44/45, einen Schneckentrieb 50 und eine Welle 13 ebenfalls vom Werkstück-Spindelantriebsmotor 16 mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Werkstück 4 angetrieben. Der Schablonenschlitten 1 wird mit einer unabhängigen Andrückeinrichtung 5, im vorliegenden Fall durch einen hydraulischen Kolben 46 im Zylinder 47 gebildet, gegen die Schablone 2 gedruckt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Schablone 2 in eine entsprechende Vorschub-Geschwindigkeit des Schablonenschlittens 1 umgesetzt wird.A template 2 is also driven by the workpiece spindle drive motor 16 at the same speed as the workpiece 4 via the shaft 11, a coupling 21, a gear pair 44/45, a worm drive 50 and a shaft 13. The stencil carriage 1 is pressed against the stencil 2 with an independent pressing device 5, in the present case formed by a hydraulic piston 46 in the cylinder 47, the peripheral speed of the stencil 2 being converted into a corresponding feed speed of the stencil carriage 1.

Der Schablonenschlitten 1 treibt das Geschwindigkeitsmeßglied 6 über eine Zahnstange 48 und das Ritzel R an, und zwar über die im gesamten Vor- und Rücklauf zurückgelegte Vorschubstrecke, die bei einem Hub von 50 mm = 200 mm ist. Auf dem Schablonenschlitten 1 ist ein Lagemeßglied 3 angeordnet, das mit dem Hilfsschlitten 7 zusammenwirkt. Der Hilfsschlitten 7 wird durch einen Vorschubmotor 8 angetrieben, der auch den Werkzeugschlitten 12 antreibt. Der Hilfsschlitten 7 folgt unter der Wirkung der Regeleinrichtungen für Geschwindigkeit und Lage dem Schablonenschlitten 1.The template carriage 1 drives the speed measuring element 6 via a rack 48 and the pinion R , specifically over the feed distance covered in the entire forward and reverse travel, which is 200 mm at a stroke of 50 mm. A position measuring element 3, which cooperates with the auxiliary slide 7, is arranged on the template slide 1. The auxiliary slide 7 is driven by a feed motor 8 which also drives the tool slide 12. The auxiliary slide 7 follows the template slide 1 under the action of the regulating devices for speed and position.

Der Hilfsschlitten 7 wird über das Schneckengetriebe 36 gleichsinnig mit dem Werkzeugschlitten 12 angetrieben. Er trägt eine Nockenleiste 10, die auf einen Endschalter-Kasten 49 wirkt. Der Eilvorlauf wird über einen Endschalter 10.1 abgeschaltet, der zugleich auf Vorschub, und zwar auf eine Vorschub-Geschwindigkeit M, umschaltet. The auxiliary slide 7 is driven in the same direction as the tool slide 12 via the worm gear 36. It carries a cam strip 10 which acts on a limit switch box 49. The rapid advance is switched off via a limit switch 10.1 , which at the same time switches to feed, namely to a feed speed M.

Über einen Endschalter 10.2 wird auf eine Vorschub- so Geschwindigkeit V2 umgeschaltet. Die beiden Vorschub-Geschwindigkeiten vi und κ? können durch Potentiometer beliebig eingestellt werden. Ein Eügangmotor 26 treibt über eine Kupplung 27, über eine Welle 28 und über ein Schneckengetriebe 29 den Frässchliuen 12 mit einer konstanten Geschwindigkeit an. Der Vorschubantrieb erfolgt durch den Gleichstrommotor 8 und über eine Kupplung 31.A limit switch 10.2 is used to switch to a feed rate V2. The two feed speeds vi and κ? can be set as required using a potentiometer. An output motor 26 drives the milling loop 12 via a clutch 27, via a shaft 28 and via a worm gear 29 at a constant speed. The feed drive takes place via the direct current motor 8 and via a coupling 31.

Der Hilfsschlitten 7, der Schablonenschlitten 1. die Schablone 2, der Vorschubmotor 8 sowie gegebenenfalls der Spindelantriebsmotor 16 sind zu einer Baueinheit zusammengefaßt, die zum Verhindern der Übertragung von Erschütterungen auf die Vorschub- und Regeleinrichtung getrennt vom Werkzeugschlitten an der Maschine angebracht ist.The auxiliary slide 7, the stencil slide 1. the Template 2, the feed motor 8 and, if necessary, the spindle drive motor 16 are part of a structural unit summarized, to prevent the transmission of vibrations to the feed and control device is attached to the machine separately from the tool slide.

Der Fräser als Werkzeug F wird über ein Schnekkengetriebe durch den Drehstrommotor 33 angelrieben. Eine Nockenscheibe 18 mit einem. Nocken 19 auf der Welle 13, die auch die Schablone 2 trägt, dien! dazu, die genaue Ausgangsstellung der Werkstückspindel für den Arbeitsbeginn festzulegen. Bei Fräsbeginn muß beispielsweise der zu fräsende Zapfen einer Kurbelwelle horizontal zum Fräser liegen.The milling cutter as tool F is driven by the three-phase motor 33 via a worm gear. A cam 18 with a. Cam 19 on the shaft 13, which also carries the template 2, serve! to, determine the exact starting position of the workpiece spindle for the start of work. At the start of milling must For example, the journal of a crankshaft to be milled is horizontal to the milling cutter.

Diese Ausgangslage ist sowohl für die Einstechbewegung des Werkzeugschlittens 12 als auch für den Anfang der Kopierbewegung maßgebend, insbesondere wird auch die Ausgangslage einer Drehzahl-Steuerkurve 14 bestimmt. Ein Endtaster 20 verriegelt deshalb den Fräservorschub, solange er nicht durch den Nocken 19 betätigt ist. GIeichze: τ dient der Endtaster 20 der Abschaltung am Ende d irgangs, /.. B. also nach genau 360° Drehung nden Kurbel/apfens: damit wird zugleich ■-· ^ ■ >rkung der Drehzahlsteuerkurve 14 abf \n dissern Punkt erfolgt der Eürücklauf dv jgschlittens 12 in die Grundstellung.This starting position is decisive both for the piercing movement of the tool slide 12 and for the start of the copying movement; in particular, the starting position of a speed control curve 14 is also determined. A limit switch 20 therefore locks the milling cutter advance as long as it is not actuated by the cam 19. Equation : τ the limit switch 20 is used to switch off at the end of three, / .. B. So after exactly 360 ° rotation of the crank / apple: this is at the same time ■ - · ^ ■ > amplification of the speed control curve 14, the point takes place Return dv jg slide 12 to the basic position.

Für die Steuerung der Drehzahl des Werkstück-Spindelmotors 16 wird ein kontaktloset Drehfeldgcber (Drehmelder) 15 benutzt (Fig. 2). Dieser Drehfeldgcber wird von der Drehzahl-Stcuerkurve 14 auf der mit der Werkstückspindel gekoppelten Welle S3 betätigt.A contactless rotating field generator is used to control the speed of the workpiece spindle motor 16 (Resolver) 15 is used (Fig. 2). This rotating field encoder is actuated by the speed control curve 14 on the shaft S3 coupled to the workpiece spindle.

Eine bestimmte Winkelstellung der üreh/.ahl-Steuerkurve 14 ergibt eine bestimmte Werkstück-Spindeldrehzahl (F i g. 3). Hierbei kann durch einen vorgeschalteten Drehtransformator 17 die Erregung des Drehfeldgebers 15 verändert werden. Dies ist erforderlich, um die von der Drehzahl-Steuerkurve 14 festgelegten Drehzahlen im ganzen nach oben oder nach unten verschieben zu können, und zwar im Bereich der in der F i g. 3 angegebenen beiden Kurven I und II, wobei I = 50% und Il = 100% der Erregung des Drehfeldgebers 15 entsprechen.A certain angular position of the üreh / .ahl control curve 14 results in a certain workpiece spindle speed (FIG. 3). In this case, the excitation of the rotary field transmitter 15 can be changed by an upstream rotary transformer 17. This is necessary in order to be able to shift the speeds determined by the speed control curve 14 as a whole upwards or downwards, specifically in the area of the range shown in FIG. 3 indicated two curves I and II, where I = 50% and II = 100% of the excitation of the rotary field encoder 15 correspond.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Elektrische Kopierregeleinrichtung für spanabhebende Werkzeugmaschinen, bei denen die Kopierregelung nur in einer Koordinate erfolgt, mit einem gegen die Schablone gedrückten, ständig an dieser anliegenden Schablonenfühlorgan, dessen Bewegung in einem Geschwindigkeitsmeßglied in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das der Geschwindigkeit des Schablonenfühlorgans nach Richtung und Wert entspricht und den Sollwert darstellt für die Geschwindigkeitsregelung des Antriebs für den Kopiervorschub eines Werkzeugschinen. bei denen die Kopierregelung nur in einer Koordinate erfolgt, mit einem gegen die Schablone gedrückten, ständig an dieser anliegenden Schablonenfühlorgan, dessen Bewegung in einem Geschwindigkeitsmeßglied in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das der Geschwindigkeit des Schablonenfühlorgans nach Richtung und Wert entspricht und den Sollwert darstellt für die Geschwindigkeitsregelung des AntrieDVfür (Jen Kopiervorschub eines Werkzeug-Schlittens, und mit einem auf die gegenseitige Lage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens ansprechenden Lagemeßglied, dessen elektrisches Ausgangssignal das Regelsignal für die Geschwindigkeit des Kopiervorschubs im Sinne einer konstanten gegen-1. Electrical copier control device for cutting machine tools, in which the copier control only takes place in one coordinate, with one pressed against the template, constantly on this adjacent template sensing element, the movement of which in a speed measuring element in an electrical signal is converted which corresponds to the speed of the stencil sensing element Direction and value corresponds and represents the setpoint for the speed control of the drive for the copy feed of a tool rail. where the copier regulation is only in one Coordinate is done with a pressed against the template, constantly attached to this template sensing element, its movement in a speed measuring element is converted into an electrical signal indicative of the speed of the template sensing element according to direction and value and represents the setpoint for the speed control of the Drivetrain for (Jen copy feed of a tool slide, and with a responsive to the mutual position of the template sensing element and the tool slide Position measuring element, the electrical output signal of which is the control signal for the speed of the copy feed in the sense of a constant opposing schüttens, und mit einem auf d-e gegenseitige Lage 15 seitigen Lage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens korrigiert, wobei das Schablonenfühlorgan als Schablonenschlitten ausgebildet ist, auf dem das Lagemeßglied angeordnet ist, das mit einem mn dem Werkzeugschlitten über ein Getriebe verbundenenpour, and corrected with a on de mutual position 15-sided position of the template sensing element and the tool slide, the template sensing element being designed as a template slide on which the position measuring element is arranged , which is connected to the tool slide via a gear unit Hilfsschlitten in Wirkverbindung steht.Auxiliary slide is in operative connection. Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf den Gegenstand des DT-Patents 1 513 361 des Erfinders.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Gattung dafür zu sorgen, daß die während der Bearbeitung am Werkzeugschlitten auftretenden Erschütterungen die Arbeit der Vorschub- und Regeleinrichtung nicht ungünstig beeinflussen können.With this generic term, the invention refers to the subject matter of the inventor's DT patent 1 513 361.
The invention is based on the object of ensuring, in a device of the type mentioned at the beginning, that the vibrations occurring on the tool slide during machining cannot adversely affect the operation of the feed and control device. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Hilfsschlitten, der Schablonenschlitten, die Schablone und der Vorschubantriebsmotor zu einer Baueinheit zusammengefaßt sind, die zum Erreichen einer weitgehenden Erschütterungsfreiheit getrennt vom Werkzeugschlitten an der Maschine angebracht «st.To solve this problem, the invention provides that the auxiliary slide, the template slide, the template and the feed drive motor are combined into one structural unit that is necessary to achieve It is attached to the machine separately from the tool slide so that it is largely free of vibrations «St. Diese Ausführung macht es möglich, daß die Erschütterungen, die z. B. ein Fräser auf den Frässchlittert überträgt, auf die Vorschub- und Regeleinheit nichtThis design makes it possible that the vibrations that z. B. a milling cutter on the milling slide does not transfer to the feed and control unit des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens ansprechenden Lagemeßglied, dessen elektrisches Ausgangssignal das Regeisigna! für die Geschwindigkeit des Kopiervorschubs im Sinne einer konstanten gegenseitigen Lage des Schablonenfühlorgans und des Werkzeugschlittens korrigiert, wobei das Schablonenfühlorgan als Schablonenschlitten ausgebildet ist, auf dem das Lagemeßglied angeordnet ist, das mit einem mit dem Werkzeugschlitten über ein Getriebe verbundenen Hilfsschlitten in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsschlitten (7), der Schablonenschlitten (1), die Schablone (2) und der Vorschubantriebsmotor (8) zu einer Baueinheit (B) zusammengefaßt sind, die zum Erreichen einer weitgehenden Erschütterungsfreiheit getrennt vom Werkzeugschlitten (12) an der Maschine angebracht ist.of the template sensing element and the tool slide responding position measuring element, the electrical output signal of which is the Regeisigna! corrected for the speed of the copy feed in terms of a constant mutual position of the stencil sensing element and the tool slide, the stencil sensing element being designed as a stencil slide on which the position measuring element is arranged, which is in operative connection with an auxiliary slide connected to the tool slide via a gear, characterized that the auxiliary slide (7), the template slide (1), the template (2) and the feed drive motor (8) are combined to form a structural unit (B) which is attached to the machine separately from the tool slide (12) to achieve extensive freedom from vibrations is. 2. Elektrische Kopierregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (2) auf einer Welle (13) angeordnet ist, die mittels eines mechanischen Getriebes oder eines elektrischen Gleichlauf-Antriebs mit den; Antriebsmotor (16) für die Werkstückspindel verbunden ist, wobei2. Electrical copier control device according to claim 1, characterized in that the template (2) is arranged on a shaft (13), which by means of a mechanical gear or an electrical Synchronous drive with the; Drive motor (16) for the workpiece spindle is connected, wherein die Welle (13) ein Steuerorgan für die Drehzahlen 40 übertragen werden können. Außerdem hat die Zusam-the shaft (13) a control element for the speeds 40 can be transmitted. In addition, the group der Werkstückspindel trägt.the workpiece spindle carries. 3. Elektrische Kopierregeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Baueinheit (B) der mit dem Werkstück (4) gekoppelte Antriebsmotor (16) für die Schablone (2) mit eingebaut ist.3. Electrical copier control device according to claim 2, characterized in that in the structural unit (B) with the workpiece (4) coupled drive motor (16) for the template (2) is built in. 4. Elektrische Kopierregeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (13) eine Drehzahl-Steuerkurve (14) angeordnet ist, die über einen als Drehfeldgeber (15) oder als digitaler Geber ausgebildeten Signalgeber die der jeweiligen Winkelstellung entsprechende Drehzahl des Werkstückspindelantriebs vorgibt.4. Electrical copy control device according to claim 2, characterized in that on the shaft (13) a speed control cam (14) is arranged, which via a rotary field encoder (15) or as digital encoder trained signal generator the speed corresponding to the respective angular position of the workpiece spindle drive. 5. Elektrische Kopierregeleinrichtung nach Antpruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signalgeber eine Einrichtung zugeordnet ist, durch die das Gesamtniveau aller Drehzahlen prozentual höher oder tiefer einstellbar ist.5. Electrical copy control device according to claim 4, characterized in that the signal transmitter a device is assigned through which the overall level of all speeds is higher in percentage terms or lower. 6. Elektrische Kopierregeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drehfeldgeber (15) ein Drehtransformator (17) vorgeschaltet ist, durch den die Erregung des Drehfeldgebers herauf- oder heruntersetzbar ist.6. Electrical copy control device according to claim 5, characterized in that the rotary field encoder (15) a rotary transformer (17) is connected upstream, through which the excitation of the rotary field encoder can be increased or decreased.
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