DE2064748B2 - Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine zum Feststellen des Werkzeugbruches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine zum Feststellen des Werkzeugbruches am Ende des Rückhubes eines gegenüber dem Werkstückträger beweglichen Werkzeugkopfes mit Hilfe eines Tastelementes, das über eine Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ansprechen eines Stellungsschalters bei Erreichen der Rückhubendstellung kurzzeitig in mechanischen Kontakt mit der Spitze eines intakten Werkzeuges bewegbar und im übrigen außer Kontakt mit dem Werkzeug haltbar ist, wobei das Tastelement einen Überwachungsschalter in einem Steuerkreis der Werkzeugmaschine betätigt.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DD-PS 54 159 bekannt. Bei dieser ist im Abstand zur Werkzeugspindel eine das Tastelement tragende axial verschiebbare und drehbare Welle vorgesehen, welche in einer axial vorgeschobenen Stellung während des Arbeitsvorganges verriegelbar und in der zurückgezogenen Stellung des Werkzeugkopfes entriegelbar und ebenfalls zurückziehbar ist und bei Erreichen der Rückhubendstellung über eine Druckmittelbetätigungseinrichtung um ihre Achse drehbar ist, um die Tastelemente in mechanische Berührung mit der Werkzeugspitze zu bringen und dadurch einen elektrischen Kontakt auszulösen. Diese bekannte Vorrichtung ist aufwendig und läßt sich bei üblichen Werkzeugmaschinen lediglich durch Austausch des ganzen Werkzeugkopfes anbringen.

Es ist ferner eine Vorrichtung dieser Art bekannt (US-PS 32 41 402), bei der die Bohrbuchse mit einer quer zur Arbeitsbewegung des Werkzeuges verlaufenden und die Führungsbohrung für das Werkzeug schneidenden Bohrung versehen ist, an welche eine Druckluftleitung angeschlossen ist die ständig mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht An die Druckluftleitung ist außerdem ein druckbetätigter Steuerschalter im Steuerkreis der Werkzeugmaschine angeschlossen. Dabei ist vorgesehen, daß in der Rückhubendstellung der Bohrer noch so weit in die Bohrbuchse ragt, daß seine Spitze die Druckiuftquerbohrung kreuzt 1st die Werkzeugspitze abgebrochen, so ist die Qusrbohrung frei, so daß der Druck in der Druckluftleitung abfallen

ίο und der druckbetätigte Schalter ansprechen kann. Ragt die Bohrerspitze im intakten Zustand weit genug in die Bohrbuchse hinein, wird ein ausreichender Druckabfall in der Druckleitung verhindert, sofern das Werkzeug mit einer ausreichend hohen Drehzahl rotiert Sinkt die Drehzahl unter einen vorbestimmten Wert ab, verliert der Bohrer trotz des intakten Zustandes seine Sperrwirkung, so daß der druckbetätigte Schalter aufgrund eines eintretenden Druckabfalles anspricht Diese bekannte Vorrichtung ist zwar einfach, jedoch ist sie auf bestimmte Werkzeuge und bestimmte Werkzeugdrehzahlen beschränkt

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art mit einem in mechanischen Kontakt mit dem Werkzeug tretenden Abtastelement so weiterzubilden, daß die Anordnung auch nachträglich bei vorhandenen Maschinen eingesetzt werden kann und bei besonders einfachem Aufbau unabhängig von der Art des Werkzeuges und dem Antriebszustand des Werkzeuges eine zuverlässige Anzeige gewährleistet Außerdem soll sichergestellt werden, daß Arbeitsflüssigkeiten oder Werkstückabfälle, wie Späne oder dgl. die Arbeitsweise nicht beeinträchtigen. Diese Aufgabe wird ei nndungsgemäß dadurch gelöst, daß das Tastelement mit einem ständig in Richtung der Kontaktstellung mit dem Werkzeug vorgespannten und quer zur Hubbahn des Werkzeugkopfes bewegbaren Ventilkörper eines Tastventils verbunden ist, an das eine mit einer Druckmittelquelle verbundene Druckleitung derart angeschlossen ist, daß der Ventilkörper in einer von der Kontaktstellung abgewandten Ruhestellung haltbar ist, wobri in der Druckleitung eine die Druckleitung normalerweise offen haltende Ventileinrichtung vorgesehen ist, die auf das Erreichen der Rückhubendstellung anspricht und die Druckleitung für eine vorbestimmte kurze Zeit sperrt, und daß der Ventilkörper bei einer Bewegung über die Kontaktstellung hinaus eine an den Überwachungsschalter angeschlossene Steuerdruckleitung entlüftet.

Durch den mechanischen Kontakt des an einem einfachen Tastventil angebrachten Tastelementes mit dem Werkzeug läßt sich unabhängig von Störeinflüssen und unabhängig von Art und Antriebszustand des Werkzeuges zuverlässig feststellen, ob die Werkzeug spitze intakt ist oder nicht. Das Tastventil mit dem Tastelement läßt sich leicht nachträglich, z. B. an der Führungsplatte oder dgl. einer Werkzeugmaschine ohne Vornahme von Änderungen an der Maschine selbst anbringen, wobei es nicht schwierig ist, die das Tastventil mit der Vorrichtung verbindenden Druckleitungen behinderungsfrei anzubringen. Das Tastelement wird bis zum Erreichen einer vorbestimmten Stellung des Werkzeugkopfes außer Berührung mit dem Werkzeug gehalten, wobei jedoch hierfür ein ständiger Rückhaltedruck an dem Tastventil anliegt, derart, daß dieser Druck in Form einer Leckströmung entlang dem Tastelen ent zuverlässig sicherstellt, daß weder \rbeitsflüssigkeit, noch Späne oder Fremdkörper in das

Tastventil eindringen und die Arbeitsweise des Taitventils beeinträchtigen können. Der Rückhaltedruck wird durch eine Ventileinrichtung gesteuert, die auf das Erreichen der vorbestimmten Stellung des Werkzeugkopfes anspricht und lediglich kurzzeitig das Tastelement in mechanischen Kontakt mit der Spitze eines intakten Werkzeuges bringt, oder bei nicht intaktem Werkzeug den Druckabfall in. der Steuerleitung des druckabhängigen Schalters veranlaßt In beiden Fällen kehrt das Tastelement automatisch wieder in die Ausgangsstellung zurück, unabhängig davon, ob der Werkzeugkopf die Rückhubendstellung bzw. die vorbestimmte Abtaststellung verläßt oder nicht

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verbindet auf einfache Weise die Vorteile der mechanischen Abtastung mit den Vorteilen eines pneumatischen Ansprech- und Steuerkreises.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht eine Werkzeugmaschine bekannter Art bei der die Vorrichtung auf einfache Weise auch nachträglich angebracht werden kann,

Fig.2 ein Tastventil der Vorrichtung in Vorderansicht teilweise im Schnitt

F i g. 3 das Tastventil nach F i g. 2 in Seitenansicht

F i g. 4 einen Schnitt durch das Tastventil entlang der Schnittlinie IX-IX in F i g. 2 und

F i g. 5 die Vorrichtung in schematischer Darstellung.

Die Werkzeugmaschine nach F i g. 1 trägt auf einem Bett 7 die Führung 12 für den linear hin- und herbewegbaren Werkzeugschlitten 13, auf dem ein Antriebsmotor 14 zum Antreiben des Werkzeugkopfes

16 über ein Reduziergetriebe 15 vorgesehen ist Der Werkzeugkopf weist einen nachgiebig gelagerten Träger 17 für Führungen 21 für das Werkzeug 20 auf. Das nur gestrichelt angedeutete Werkstück 19 ist auf einem Werkstückhalter 18 montiert

An der Führung 12 für den Werkzeugschlitten 13 sind Stellungsschalter 40, 41, 42 in vorbestimmten Abständen angeordnet, die durch Nocken 40.4, AXA, 42.'. des Werkzeugschlittens 13 bei Erreichen der vorderen Hubstellung, der Rückhubendstellung bzw. einer hinter der Rückhubendstellung liegenden Wartungsstellung zur Steuerung der nicht dargestellten Antriebseinrichtung für den Werkzeugschlitten 13 betätigbar sind.

Im Bereich der Werkzeugführungen kann, auch nachträglich, ein Tastventil 54 (Fig.2—4) angebracht werden. Das Tastventi! ist an der Führungsträgerplatte

17 mittels Schrauben 51, SV und einem unter Federvorspannung stehenden Paßstift 52 befestigbar. Diese Teile erstrecken sich durch eine Deckplatte 55, die in die Bahn des Werkzeuges 20 ragt und eine Führungsbuchse 58 für das Werkzeug aufweist, in der das Werkzeug in der Rückhubendstellung des Werkzeugschlittens abgestützt bleibt.

In einem kurzen Abstand von der Führungsbuchse 58 ist ein Tastelement 60 vorgesehen, das auswechselbar an dem Schaft 64 eines beweglichen Ventilkörpers 62 befestigt ist. Der Ventilkörper 62 ist als abgestufter Kolben ausgebildet der an seinem von dem Tastelement 60 abgewandten Ende durch eine Feder 70 vorgespannt ist, wobei die Feder bestrebt ist, das Tastelement 60 quer zur Vorschubrichtung des Werkzeuges 20 in die Bahn des Werkzeuges zu bewegen.

Das Abtastventil weist unterhalb der Abstufung des Ventilkörpers 62 drei wahlweise verwendbare Anschlußbohrungen 67, 68,69 für eine Druckluftleitung 89 auf. Der durch die Druckleitung 89 zugeführte Druck beaufschlagt die Ringschulter des Ventiikörpers 62 und drängt bei ausreichendem Druck den Ventilkörper 62 entgegen der Vorspannkraft der Feder 70 in F i g. 2 nach

i oben in eine Ruhestellung, in der das Tastelement 60 außer Berührung mit dem durch die Führungsbuchse 58 ragenden Werkzeug steht

Das Tastventil weist außerdem einen in Höhe des Abschnittes größeren Durchmessers des Ventilkörpers

ίο 62 mündenden Anschluß 72 für eine weitere Druckleitung 80 auf, der gegenüber der Anschluß 7? einer Entlüftungsleitung liegt Die Verbindung zwischen den beiden Anschlüssen 71 und 72 ist normalerweise durch den Ventilkörper 62 gesperrt Bei Bedarf kann eine der

ι s Anschlußleitungen statt mit den Anschlüssen 71 oder 72 auch mit dem Anschluß 73 in der Deckplatte 55 verbunden werden, was an der Wirkungsweise nichts ändert

Die Schrauben 51, SV, eine der einen Schraube zugeordnete Buchse 56 sowie der federnd nachgiebige P.iSstift 52 sind so angeordnet und ausgebildet, daß zum Auswechseln des Werkzeuges das Tastventil um die Buchse 56 aus der Bahn des Werkzeuges seitlich heraus geschwenkt werden kann.

Wie aus F i g. 5 hervorgeht ist die Vorrichtung an eine Druckluftquelle über eine Leitung 75 und ein Filter 76 angeschlossen. Hinter dem Filter zweigt eine Druckleitung 85 zu einer aus den beiden Ventilen 86 und 88 bestehenden Ventileinrichtung ab, an die auch die Druckleitung 89 des Tastventils 54 angeschlossen ist Hinter der Abzweigung ist eine Druckregelanordnung 77, ggf. in Verbindung mit einer einstellbaren Drossel 78 und einem Druckanzeigegerät 81 vorgesehen. Der geregelte Luftdruck steht über die Leitung 79 einerseits

an einem druckbetätigten Überwachungsschalter 82 an, der seinerseits den Steuerkreis 84 der Werkzeugmaschine betätigt. Der geregelte Druck in der Leitung 79 steht außerdem in der an das Tastventil 54 angeschlossenen Steuerdruckleitung 80 an. Wenn der Ventilkörper 62 durch die Vorspannfeder 70 so weit gemäß F i g. 2 abgesenkt wird, daß die Steuerdruckleitung 80 mit der Entlüftungsleitung verbunden wird, fällt der Druck in der Steuerdruckleitung 80 so weit ab, daß er den Druckschalter 82 nicht mehr in der eingeschalteten Stellung halten kann.

Die Ventileinrichtung weist ein normalerweise geschlossenes Wegeventil 86 auf, das durch einen mit dem Werkzeugschlitten 13 mitbewegbaren Steuernokken 92 bei Erreichen der Rückhubendstellung in die

so Offenstellung bewegbar ist. In der Offenstellung gelangt der in der Druckleitung 85 anstehende Druck über die Leitung 94 zu einem Verzögerungsventil 88. Das Verzögerungsventil weist einen Zweistellungsventilschieber auf, der in seiner in F i g. 5 gezeigten normalen Stellung die Druckleitung 85 mit der Druckleitung 89 verbindet, so daß der auf die Ringschulter des Ventils wirkende Druck den Ventilkörper entgegen der Vorspannung der Feder 70 in der zurückgezogenen Stellung und das Tastelement 60 außer Berührung mit dem Werkzeug hält. Wird jedoch das Wegeventil 86 geöffnet, so wirkt der in der Leitung 94 anstehende Druck über die Leitung 95 auf das rechte Ende des Schiebers und steuert den Schieber in seine zweite Stellung, in der der Anschluß 90 der Druckleitung 85 gesperrt und die Druckleitung 89 entlüftet wird. Der Druck in der Leitung 94 wirkt außerdem über die Verzögerungseinrichtung 99 verzögert auf die linke Seite de? Schiebers. Sobald sich auf der linken Seite im

Bereich des Anschlußes 100 etwa der gleiche Druck aufbaut, wie auf der rechten Seite des Schiebers, kann die Vorspannfeder 87 den Schieber wieder in die normale, in F i g. 5 gezeigte Stellung zurücksteuern, so daß erneut der Druck aus der Druckleitung 85 in der Druckleitung 89 wirksam und der Ventilkörper entgegen der Vorspannung der Feder 70 in die zurückgezogene Stellung bewegt wird. Die Zeitspanne, in der die Druckleitung 89 belüftet ist, reicht aus, um das Tastelement 60 in Berührung mit der Spitze eines intakten Werkzeuges zu bringen, wodurch die Bewegung des Ventilkörpers 62 unter der Wirkung der Feder 70 unterbrochen wird, bevor die Steuerdruckleitung 80 entlüftet wird. Ist dagegen das Werkzeug beschädigt, wandert der Ventilkörper unter der Wirkung der Feder 70 in eine Stellung, in der die Steuerdruckleitung 80 entlüftet wird und der druckabhängige Überwachungsschalter 82 anspricht.

Der Ausgangszustand des Tastventils 54 wird nach der vorbestimmten Verzögerungszeit wieder hergestellt, unabhängig davon, ob das Wegeventil 86 von dem Steuernocken 92 freikommt oder nicht. Sobald der Werkzeugschlitten seinen Arbeitshub beginnt, gelangt das Ventil 86 wieder in die Schließstellung. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß der Druck auf den beiden Seiten des Schiebers des Verzögerungsventils 88 abfällt, so daß auch das Verzögerungsventil nach kurzer Zeit wieder ansprechbereit ist.

Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine zum Feststellen des Werkzeugbruches am Ende des Rückhubes eines gegenüber dem Werkstückträger beweglichen Werkzeugkopfes mit Hilfe eines Tastelementes, das fiber eine Betätigungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ansprechen eines Stellungsschalters bei Erreichen der Rückhubendstellung kurzzeitig in mechanischen Kontakt mit der Spitze eines intakten Werkzeuges bewegbar und im übrigen außer Kontakt mit dem Werkzeug haltbar ist, wobei das Tastelement einen Überwachungsschalter in einem Steuerkreis der Werkzeugmaschine betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastelement (60) mit einem ständig in Richtung der Kontaktstellung mit dem Werkzeug (20) vorgespannten und quer zur Hubbahn des Werkzeugkopfes (16) bewegbaren Ventilkörper (62) eines Tastventils (54) verbunden ist, an das eine mit einer Druckmittelquelle verbundene Druckleitung (85,89) derart angeschlossen (69) ist, daß der Ventilkörper (62) in einer von der Kontaktstellung abgewandten Ruhestellung haltbar ist, wobei in der Druckleitung eine die Druckleitung normalerweise offenhaltende Ventileinrichtung (86,88) vorgesehen ist, die auf das Erreichen der Rückhubendstellung anspricht und die Druckleitung (85, 89) für eine vorbestimmte kurze Zeit sperrt, und daß der Ventilkörper bei einer Bewegung über die Kontaktstellung hinaus eine an den Überwachungsschalter (82) angeschlossene Steuerdruckleitung (80) entlüftet