DE2136350A1

DE2136350A1 - Einrichtung für die Werkzeuglängen- und Werkzeugdurchmesserkorrektur

Info

Publication number: DE2136350A1
Application number: DE19712136350
Authority: DE
Inventors: Rudi χ 6800 Saalfeld; Dülberg Rudolf χ 6822 Rudolstadt Kirchner
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Current assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Priority date: 1970-08-27
Filing date: 1971-07-21
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2103548A1; FR2103548B1

Description

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YEB Werkzeugmaschinenkombinat
"fritz Heckert" Karl-Marx-Stadt
Betrieb Wema Saalfeld

Saalfelds den 22» Juni 1971

Die. Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Werkzeuglängenund Werkzeugdurchmesser korrektur, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel«

Bei spanabhebenden Werkzeugen verändert sich durch den Verschleiß und das Scharfschleifen die Werkzeuglänge oder der Werkzeugdurchmesser_o Besonders nachteilig macht sich der Verschleiß bei den numerisch gesteuerten Maschinen mit automatischem 7/erkzeugwechsel bemerkbar, da das tatsächliche Programm durch die Abnutzung von dem eingegebenen abweicht und sich daraus Differenzen ergebene Um diesen Abweichungen zu begegnen, werden Werkzeugvoreinstellehren benutzt, mit deren Hilfe durch verstellbare Elemente am Werkzeughalter, wie z. B. Stell- oder Klemmhülsen, die Werkzeuglängenkorrektur um den bestimmten Betrag der Abnutzung vorgenommen wird# Die Z-Achsensteuerung der Maschine wird dabei nicht beeinflußt«

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Bekannt sind numerisch gesteuerte Maschinen mit einer Y/erkzeugwechseleinrichtung, bei denen die Z-Achse mit Korrekturschaltern ausgestattet ist« Diese Korrekturschal ter ermöglichen eine indirekte Werkzeuglängenkorrektur durch ein steuerungstechnisches Verschieben des Koordinatenursprungspunktes in der Z-Achse. Nachteilig, bei dieser Einrichtung ist der große Aufwand, da jedem Längsverschleiß unterliegendem "Werkzeug ein Korrektursehalter zugeordnet sein muß. Mit der Anzahl der erforderlichen Korrekturschalter erhöhen sich die Kosten dafür und (außer dem Aufwand auch) die Gefahr von Einstellfehlern, da die Korrektur se halter manuell eingestellt werden müssen sowie der Aufwand an Kosten und die Stillstandszeit der Maschine durch das Einstellen der Korrekturschalter.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorgang der indirekten V/erkzeuglängen- und Durchmess er korrektur zu automatisieren, um mögliche Fehlerquellen weitgehend einzuschränken, wobei eine Kontrolle der Korrekturwerte gegeben sein muß. Gleichzeitig soll dabei der Aufwand an Kosten und Einstellzeit für die Korrekturschalter durch Veränderung des Korrektursystems vermindert werden· Das geschieht im wesentlichen dadurch, daß die Werkzeugmaschine eine Abtasteinrichtung aufweist, während die Werkzeuge oder Werkzeughalter mit Elementen versehen sind, die die V/erkzeugparameter in Länge und Durchmesser bzw» Werkzeugparameterdifferenzen in analoger oder digitaler Weise verkörpern, wobei die Ab-

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tasteinrichtung mit der Datenverarbeitung der Werk« zeugmaschine in Verbindung steht, so daß die von der Abtasteinrichtung erfaßten Werkzeugparameter als Korrekturwerte in der Z-Achsen-Wegsteuerung der Werkzeugmaschine verrechnet werden, wobei die analogen oder digitalen Elemente für die Verkörperung der Werkzeugmaschinenparameter vorzugsweise am Ende eines Werkzeuges oder Werkzeughalters angebracht sind und das digitale Element vorzugsweise eine austauschbare, gelochte Scheibe und das analoge eine Schraube oder ein ähnliches Element ist·

Die Abtasteinrichtung für die digitale Werkzeugparametererfassung besteht aus einer Zentrierung sowie einem Schaltersatz mit Schaltstiften und ist an einer verschiebbaren Hülse befestigt, von der auch die Zentrierung in einer Halteplatte schwimmend aufgenommen wird. Die Lochscheibe weist außer der Lochung für die Werkzeugparameter eine weitere Lochung auf, die der Zugehörigkeit der Werkzeuglänge oder des Werkzeugdurchmessers zum V/erkzeugparameter entspricht. Die Abtasteinrichtung für die analoge Werkzeugparametererfassung besteht vorzugsweise aus einem Gewindebolzen, der mit einer geeigneten Meßeinrichtung in Verbindung steht·

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·

Es zeigen:

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Fig.	1
Fig,	2
Fig.'	3
Fig.	4
Fig.
Fig.	.6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9

eine Abtasteinrichtung den Schnitt I ... I der Fig. 1 den Tastkopf beim Abtasten einer Lochscheibe den Werkzeughalterschaft im Schnitt die Ansicht χ der Fig. 4 die Lochscheibe mit Lochscheibenring den Werkzeughalterschaft mit analogem Meßsystem

einen Werkzeughalterschaft mit Werkzeug für die Werkzeuglängenkorrektur den Werkzeughalterschaft mit Werkzeug für die Werkzeugradienkorrektur Fig. 10 den Ablauf der Werkzeuglängenkorrektur

An einem Maschinenkörper 1 ist ein Haltewinkel 2 durch · Schrauben 3 befestigt. Der Haltewinkel 2 hat eine Aussparung 4 und Bohrungen 5· In den Bohrungen 5 befinden sich Schrauben 6, die eine Traghülse 7 mit dem Haltewinkel 2 verbinden. An einem einseitigen Flansch 8 der Traghülse 7 ist parallel zu dieser ein Hydraulikzylinder 9 mit Schrauben 10 angebracht» Der Hydraulikzylinder 9 besitzt einen Kolben 11 mit einer Kolbenstange 12, die mit dem freien Ende in einem Flansch 13 einer Führungshülse 14 aufgenommen wird. Die Führungshülse 14 ist auf Gleitbuchsen 15, die auf der Traghülse 7 sitzen, verschiebbar gelagert. Sohrauben 16 verbinden die Stirnseite vom Flansch 13 mit einer Halteplatte 17· An den abgeflachten Ecken der viereckigen Halteplatte

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17 befinden sich zum Mittelpunkt hin je eine Bohrung 18, in der eine Druckfeder 19 und eine Schraube 20 angebracht sind« Die Druckfedern 19 stützen sich auf einem Zentrierring 21 ab₉ der in einer Aussparung 22 der Halteplatte 17 aufgenommen wird« An der Stirnseite vom Zentrierring 21 ist ein Schalter 23 mit verschiebbaren Schaltstiften 24 so angebracht, daß der Schalter 23 in die Pührungshülse 14- und die Schaltstifte 24 in den Zentrierring 21 hineinragen. Am Schalter 23 sind entsprechend der Anzahl der Schaltstifte Kontaktstellen 25 angeordnet, die mit der nicht dargestellten Datenverarbeitung in Verbindung stehen» Gegenüber der Rückseite vom Schalter 23, die Bohrungen aufweist, ist ein Anschlag 26 in der Traghülse 7 angeordnet. In einem Werkzeughalterschaft 27, Pig· 4, ist eine Bohrung 28 zentrisch zur Mittellinie angeordnet* In der Bohrung 28 wird eine Gewindebuchse 29 aufgenommen, an der, durch eine Schraube 30, die Lochscfaeibenhalterung 31 befestigt ist· Die Lochscheibenhalterung 31 besitzt eine abgesetzte Bohrung 32, in der eine Lochscheibe 33 eingesetzt ist* line Uut 34 in der Lochscheibenhalterung 31 ist durch die Bohrung 32 unterbrochen» Auf der einen Seite der Nut 34 sitzt ein Zapfen 35 in der Lochscheibenhalterung 31 und ragt in den Werkzeughalterschaft 27 hinein, während auf der anderen Seite ein Stift 36 zur Uut 34 um 90° versetzt angeordnet ist_β Die Fig» 7 zeigt in einer Arbeitsspindel 37 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem in der Bohrung vom V/erkzeughalterschaft 27 eine Gewindebuchse 38 auf~

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genommen wird, in der sich ein Gewindebolzen 39 mit einer Kontermutter 40 befinden* Der Gewindebolzen 39 steht mit der Meßeinrichtung 41 durch ein Verbindungselement 42 in Verbindung©

Nachdem das Werkzeug nachgeschliffen wurde, wird die Längendifferenz AL durch Subtrahieren der Werkzeug-Ist-Länge L' von der Werkzeug-Soll-Länge L , die in das Programm eingegeben wurde, gemessen und das Ergebnis in der Lochscheibe 33 festgehalten. Die Speicherung des Meßergebnisses in der Lochscheibe 33 erfolgt außerhalb der Maschine durch eine Stanzeinrichtung, die entsprechend den einzugebenden Werten mit Lochstempeln versehen wird. Der Eingabe der Werte liegt das Prinzip des Binärsystems zugrunde· Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6 bedeuten die Löcher in der Horizontalen den Wert einer Ziffer im Binärsystem und die Löcher in der Vertikalen die Zahl des Korrekturwertes, die sich aus den Ziffern der Horizontalen zusammensetzt· Im Beispiel nach Fig* 6 ist die Zahl 923,69 im Dezimal-Binär-System dargestellt» Somit ist es möglich, „bei einer Eingabe von einem Hundertstel Millimeter noch einen maximalen Korrekturwert von 999»99 mm zu erreichen· Die Lochscheibe 33 wird nach dem Lochen in die Bohrung 32 der Lochscheibenhalterung eingesetzt und das Werkzeug in einem nicht dargestellten Werkzeugspeicher abgelegt« Bei der Übergabe des Werkzeuges aus dem Werkseugspeicher an die Arbeitsspindel unterbricht dis Werkzeugwechseleinrichtung? ihre BOTegung gegenüber der Abtasteisrichtung· Es er-

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folgt das Beaufschlagen vom Kolben 11, der mit der Kolbenstange 12 die Führungshülse 14 mit der am flansch 13 befestigten Halteplatte 17 so weit verschiebt, bis der Werkzeughalter schaft 27 mit der Lochscheibenhaiterung 31 in der Aussparung 22 vom federnd gelagerten Zentrierring 21 auf genommen x^orden ist» Dabei stößt die Lochscheibe 33 gegen die Schaltstifte 24, für die kein Durchgang in der Lochscheibe 33 vorgesehen ist und drückt sie zurück» Sin dadurch ausgelöster Kontakt wird von den Kontaktstellen 25 an die Datenverarbeitung übermittelt und die durch den Nachschliff verursachte Längendifferenz AL. am Werkzeug den Daten für den Werkzeugträgerverstellweg augeschlagen· Damit korrigiert die Datenverarbeitung der Werkzeugmaschine den Eilweg "e" bei Werkzeuglängendifferenzerfassung automatisch nach der Beziehung

e = 1 - [t + (L -AL)1 * Für die Werkzeuglängenerfassung gilt die Beziehung

wobei der Programmierer e, 1 und t vorgibt und L automatisch hinzugefügt wird· In jedem Fall muß L> t sein· Nach dem Prinzip der Einrichtung von Fig. 7 wird ebenfalls die Längendifferenz gemessen und durch Verstellen vom Gewindebolzen 39 eingestellt* Wird das Werkzeug an die Arbeitsspindel 37 gegeben, so wird beim Spannen das Verbindungselement 42 gegen die Meßeinrichtung 41 verschoben und die entsprechenden Differenzwerte an die Dateneingabe weitergeleitet.

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Die Werkzeugradienkorrektur wird sinngemäß der Werkzeuglängenkorrektur durchgeführt·

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Claims

Patentansprüche

/ 1 c jiiinrichtung für die Werkzeuglängen- und Werkzeug- ^~^ durchmesserkorrektur, insbesondere für Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugmaschine eine Abtasteinrichtung aufweist, während die Werkzeuge oder Werkzeughalter mit Elementen versehen sind, die die Werkzeugparameter bzw. Parameterdifferenzen in analoger oder digitaler Weise verkörpern, wobei die Abtasteinrichtung mit der Datenverarbeitung der Werkzeugmaschine in Verbindung steht und daß die von der ■ Abtasteinrichtung erfaßten Werkzeugparameter als Korrekturwerte in der Z~Achsen-Wegsteuerung der Werkzeugmaschine verrechnet werden·

2· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen oder digitalen Elemente für die Verkörperung der Werkzeugparameter vorzugsweise am Ende eines Werkzeuges oder Werkzeughalters angebracht sind«

3# Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Element vorzugsweise eine austauschbare Lochscheibe (33) und das analoge einGewindebolzen (39) ist»

4, Einrichtung nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung für die digitale Parametererfassung aus einer Zentrierung (21) und einem

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Schaltersatz (23) mit Schaltstiften "(24) besteht, die an einer verschiebbaren Führungshülse (14) befestigt ist.

5· Einrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung (21) in einer Halteplatte (17) schwimmend gelagert ist und in der verschiebbaren Führungshülse (14) aufgenommen wird·

6· Einrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochscheibe (33) außer der Lochung für die Werkzeugparameter eine weitere Lochung aufweist, die der Zugehörigkeit der Werkzeuglänge oder des Werkzeugdurchmessers zum Werkzeugparameter entspricht ·

7· Einrichtung nach Anspruch 1 - 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung für die analoge Werkzeugparametererfassung vorzugsweise aus einem Gewindebolzen (39) besteht, der mit einer geeigneten Meßeinrichtung (41) in Verbindung steht«

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