DE2619276C3 - Device for hardening a control cam used to control an automatic lathe - Google Patents
Device for hardening a control cam used to control an automatic latheInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Härten einer dem Steuern von Drehautomaten dienenden, um eine Achse drehbaren Steuerkurve, die eindimensionale Bewegungen zu steuern hat, durch Erhitzen und anschließendes Kühlen deren Steuerflächen.The invention relates to a device for hardening an automatic lathe control Serving control cam which can be rotated about an axis and has to control one-dimensional movements Heating and subsequent cooling of their control surfaces.
Automaten, insbesondere Drehautomaten, werden in zunehmendem Umfang mit gehärteten Steuerkurven versehen, wenn diese verhältnismäßig großen Belastungen ausgesetzt werden bzw. verhältnismäßig große Serien von Präzisionsteilen hergestellt werden müssen, weil sie sich dann weniger abnutzen.Automatic machines, in particular automatic lathes, are increasingly having hardened control cams provided when they are exposed to relatively large loads or relatively large Series of precision parts have to be produced because they then wear out less.
aus glockenförmigen bzw. topfartigen Guß-Rohlingen hergestellt Soweit die Steuerkurven aus Scheiben gefertigt werden, versieht man diese mit einer Bohrung, reißt die Umrißkontur der Steuerkurve auf der Scheibe an und sägt die nicht benötigten Scheibenteile ab und arbeitet die Steuerkurve von Hand nach. Rationeller ist ■es, die Steuerkurve durch Fräsen zu erzeugen. In ähnlicher Weise lassen sich auch aus Guß bestehende Rohlinge bearbeiten, die mit einer Steuerkurve zuMade from bell-shaped or pot-shaped cast blanks As far as the control cams are made from disks are manufactured, if you provide them with a hole, the outline contour of the control cam is drawn on the disc and saws off the disc parts that are not required and reworks the control cam by hand. Is more rational ■ it is possible to generate the control curve by milling. In In a similar way, existing cast blanks can also be machined with a control cam
ίο versehen sind, beispielsweise durch Hobeln.ίο are provided, for example by planing.
Das anschließend an das exakte Bearbeiten der Steuerkurven durchzuführende Härten der Steuerkurven-Flächen wird in Handarbeit ausgeführt d. h„ das Härten erfordert den Einsatz präzis arbeitenderThe hardening of the control cam surfaces to be carried out after the precise processing of the control cams is carried out by hand d. h "that Hardening requires the use of more precisely working Fachkräfte. Trotzdem fällt verhältnismäßig viel Ausschuß an, denn die Steuerkurven-Flächen sollen an allen Stellen gleiche Härtequaliiät aufweisen. Dies läßt sich jedoch von Hand nicht immer erzielen, weil es praktisch unmöglich ist dafür zu sorgen, daß im BereichSkilled workers. Nevertheless, there is a relatively large amount of scrap, because the control curve surfaces should be on all of them Points have the same hardness quality. This can be however, not always achieved by hand because it is practically impossible to keep in the field spitzenartiger Erhebungen Überhitzungen auftreten, wodurch die Härtequalität erheblich beeinträchtigt wird. Dies ist auch deswegen unangenehm, weil es sich hierbei jeweils nur um Einzelstücke handelt, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, derartigePointed elevations overheating occur, which significantly affects the hardness quality will. This is also uncomfortable because these are only individual pieces, so that the Invention is based on the object of such Steuerkurven, deren Herstellung ohnehin schon recht kostspielig ist, so zu härten, daß der Härtevorgang möglichst verkürzt und so durchgeführt wird, daß die Oberflächengüte der Flächen einer Steuerkurve an allen Stellen möglichst gleich gut ist.Control cams, the production of which is already right is expensive to harden so that the hardening process is shortened as possible and is carried out so that the The surface quality of the surfaces of a control cam is as good as possible at all points.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein ein Heizelement und ein gegenüber diesem abgeschirmtes Kühlelement aufweisender Kopf längs der Steuerkurve mit gleichbleibendem Abstand derart durch vom Programm eines Computers gesteuerteAccording to the invention, this object is achieved in that a heating element and a heating element opposite this shielded cooling element having head along the control cam with a constant distance in this way controlled by a computer program Servomotoren geführt und verschwenkbar ist, daß eine zwischen den beiden Elementen liegende Achse des Kopfes stets senkrecht auf der jeweils beaufschlagten Teilfläche der Steuerkurve steht. Erreicht wird dadurch, daß die bisher notwendige Handarbeit entfällt und eineServo motors out and pivotable that a The axis of the head lying between the two elements is always perpendicular to the one acted upon Part of the control cam is standing. What is achieved is that the previously necessary manual work is omitted and one einwandfreie Härtequalität erzielt wird.perfect hardness quality is achieved.
Weist eine Steuerkurve eine mehr oder minder gleichmäßige Form auf, dann kann die vom Heizelement abzugebende Wärme praktisch konstant gehalten werden. Da dieser Fall kein Regelfall ist, empfiehlt esIf a control curve has a more or less uniform shape, then the heat to be given off by the heating element can be kept practically constant will. Since this is not the norm, it is recommended sich, im Bereich des Kopfes eine die Temperatur des dem Heizelement gegenüberliegenden Flächenteils der Steuerkurve messende und die Wärmeabgabe des Heizelementes steuernde Vorrichtung anzuordnen. Diese Vorrichtung kann über oder unter bzw. nebenthe temperature of the head in the area of the head the surface part of the control curve opposite the heating element and the heat output of the To arrange the heating element controlling device. This device can be above or below or next to dem Heizelement mit diesem bewegt werden oder selbst am Kopf festgelegt sein. Zeigt beispielsweise ein Temperaturmeßinstrument an, daß die Temperatur eines Steuerkurven-Flächenteils höher ist als zum Härten zweckmäßig, dann wird das Heizelementthe heating element can be moved with this or even be fixed on the head. For example, shows a Temperature meter indicates that the temperature of a control curve surface part is higher than it was at Cure expedient, then the heating element automatisch so beeinflußt, daß es weniger Wärme abgibt Meßvorrichtungen, die die abzugebende Wärme steuern, sind an sich bekannt.automatically influenced so that there is less heat emits measuring devices that control the heat to be emitted are known per se.
Besonders bewährt haben sich als Heizelemente Hochfrequenz-Induktionsspulen, wenngleich das ErHigh-frequency induction coils have proven particularly useful as heating elements, albeit the Er wärmen des Kurvenstücks auch, wie beim Härten von Hand bekannt, durch einen Schweißbrenner erfolgen kann.also warm the curve piece, as when hardening Hand known, can be done by a welding torch.
Wenngleich der die beiden Elemente tragende Kopf auch um die zu härtende Steuerkurve herumgeführtAlthough the head carrying the two elements is also guided around the control cam to be hardened werden kann, ist es zweckmäßiger, die zu härtende Steuerkurve um ihre Achse von einem Servomotor angetrieben umlaufen zu lassen und den verschwenkbaren Kopf an einem durch einen Servomotor gesteuertit is more practical to use a servo motor to control the cam to be hardened around its axis driven to rotate and the swivel head is controlled by a servo motor
verschwenkbaren Arm zu lagern und mit einem seinem gesteuerten Verschwenken dienenden Servomotor zu versehen.to store pivotable arm and with a servo motor serving for its controlled pivoting Mistake.
Befindet sich die Steuerkurve am Umfang einer Scheibe, dann sollte die Schwenkachse des den Kopf tragenden Armes parallel zur Drehachse der Steuerkurve angeordnet sein. Ist die Steuerkurve beispielsweise am Mündungsrand eines topfartigen Körpers vorgesehen, dann ist die Schwenkachse des den Kopf tragenden Armes so anzuordnen, daß sie auf der Drehachse des topfartigen Körpers senkrecht steht.If the control cam is on the circumference of a disk, then the pivot axis of the head should supporting arm be arranged parallel to the axis of rotation of the control cam. Is the control curve for example provided at the mouth edge of a pot-like body, then the pivot axis of the head supporting Arrange the arm so that it is perpendicular to the axis of rotation of the pot-like body.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, daß die zu härtende Steuerkurve um ihre Achse von einem Servomotor antreibbar ist, der verschwenkbare Kopf einen seinem gesteuerten Verschwenken dienenden Servomotor enthält und an einem durch einen Servomotor gesteuert verschiebbaren Schlitten gelagert ist, wobei seine Verschieberichtung die Drehachse der antreibbaren Steuerkurve schneidet.A second possibility is that the cam to be hardened around its axis by a Servomotor is drivable, the pivotable head is one of its controlled pivoting Contains servomotor and mounted on a slide controlled by a servomotor is, its displacement direction intersects the axis of rotation of the drivable control cam.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles nachstehend erläutert.The invention is described below with reference to an exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained.
Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispieles wird angenommen, daß eine zu härtende Steuerscheibe zunächst einmal abgetastet werden muß, um in einem Computer ein Programm zu speichern, welches in der Lage ist, den obenerwähnten Kopf so zu führer, daß eine einwandfreie, gleichmäßige Härtung der Sieuerkurven-Flächen bewirkt werden kann. Es wird daher die zu härtende, hier aus einer Scheibe hergestellte Steuerkurve I auf einer Spindel 2 festgelegt, die Welle eines Servomotors 3 ist Die Spindel 2 ist mit wählbarer Geschwindigkeit antreibbar, ihre Drehgeschwindigkeit wird in einem Computer 4 gespeichert. Ein zweiter Servomotor 5 dient über eine weitere Spindel dem Verschwenken eines an der Spindel festgelegten Armes 7 um die Achse 6, der an seinem freien Ende ebenfalls einen einarmigen Hebel 8 trägt, der hier um eine lotrechte Achse 9 verschwenkbar ist und an seinem freien Ende einen Fühler IO trägt, der ständig an der Umfangsfläche der Steuerkurve 1 anliegt, weil der Arm 7, beispielsweise durch eine Feder belastet, so beeinflußt wird, daß er versucht, in Richtung auf die Steuerkurve 1 zu verschwenken. Der Hebel 8 ist so ausgebildet, daß er als Soll-Ist-Vergleich arbeitet. Wird der Fühler 10 entsprechend der Umfangsfläche der Steuerkurve 1 beispielsweise in Richtung auf die Spindel 2 verschwenkt, so wird ein Kontakt des Soll-Ist-Vergleichs geschlossen und dadurch der Arm 7 so verschwenkt, daß er das Ausschwenken des Armes 8 wieder aufhebt, sich der Arm 8 also wieder in der Verlängerung des Armes 7 erstreckt Entsprechendes gilt dann, wenn der Fühler 10 durch die Steuerkurve aus der dargestellten Lage nach außen verschwenkt wird, auch dann wird der Ann 7 so nachgeschwenkt, daß sich der Arm 8 wieder in der vorerwähnten Mittellage befindet. Diese Lageänderungen der Arme 7 und 8 werden ebenfalls im Computer 4 gespeichertIn the case of the illustrated embodiment, it is assumed that a control disk to be hardened must first be scanned in order to store a program in a computer, which is in the Is able to guide the above-mentioned head in such a way that perfect, uniform hardening of the Sieuerkurven surfaces can be effected. It is therefore the one to be hardened, here made from a disk Control curve I is set on a spindle 2, which is the shaft of a servo motor 3. The spindle 2 can be selected with Drivable speed, its speed of rotation is stored in a computer 4. A second Servomotor 5 is used via a further spindle to pivot an arm attached to the spindle 7 around the axis 6, which also carries a one-armed lever 8 at its free end, which is here around a vertical axis 9 is pivotable and carries a sensor IO at its free end, which is constantly on the The circumferential surface of the control cam 1 is applied because the arm 7, for example loaded by a spring, is thus influenced is that he tries to pivot in the direction of the cam 1. The lever 8 is designed so that he works as a target / actual comparison. If the sensor 10 corresponds to the circumferential surface of the control cam 1 for example pivoted in the direction of the spindle 2, a contact of the target / actual comparison is established closed and thereby the arm 7 is pivoted so that it cancels the pivoting of the arm 8 again, itself the arm 8 thus extends again in the extension of the arm 7. The same applies if the sensor 10 is pivoted outwardly by the control cam from the position shown, the Ann 7 is also then so pivoted so that the arm 8 is again in the aforementioned central position. These changes in position the arms 7 and 8 are also stored in the computer 4
Hat der Fühler 10 die Steuerkurve 1 bzw. nur ein die Steuerkurve bildendes Segment, was zum Steuern des Drehautomaten ausreicht, abgetastet, und sind die Anfangs- und die Endlagen des Fühlers gespeichert dann ist der Computer in der Lage, den Arm 7 und den Arm 8 so zu steuern, daß der Fühler 10, hat man die Steuerkurve 1 von der Spindel 2 entfernt wieder die der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 1 entsprechenden Bewegungen ausführt Würde man den Fühler 10 also beispielsweise mit einer Bleistiftspitze versehen und über dem Fühler eine Platte anordnen, die mit der Spindel 2 fest verbunden ist und mit ihr umläuft dann würde der Bleistift auf dieser umlaufenden Platte die der Steuerkurve 1 entsprechende Kontur aufzeichnen.If the sensor 10 has the control curve 1 or only a segment forming the control curve, which is used to control the Automatic lathe is sufficient, scanned, and the start and end positions of the sensor are stored then the computer is able to control the arm 7 and the arm 8 so that the sensor 10, one has the Control cam 1 removed from spindle 2 again that corresponds to the circumferential surface of cam disk 1 Executes movements If one would provide the feeler 10 with a pencil tip and Arrange a plate above the sensor, which is firmly connected to the spindle 2 and then rotates with it the pencil would draw the contour corresponding to the control curve 1 on this rotating plate.
Da nun, soll die Kurvenscheibe 1 gehärtet werden, längs der Umfangskontur der Steuerkurve 1 ein Härtekopf geführt werden muß, müssen in dem Computer noch Werte eingespeichert werden, die den schwenkbaren Härtekopf so beeinflussen, daß er mit gleichbleibendem Abstand von der Umfangskontur der Steuerkurve 1 bewegt wird und entsprechend dieser Umfangskontur auch Schwenkbewegungen ausführt, die einen gleichmäßig guten Härtevorgang erreichen lassen. Ist dies geschehen, dann wird der Arm 7 mit dem Hebel 8 und dem Fühler 10 von der in Richtung der Achse 6 angeordneten Spindel gelöst und ersetzt durch einen Arm 11, der in der Nullage die gleiche Stellung einnimmt wie der Arm 7. Dieser Arm 11 trägt an seinem freien Ende einen Kopf 12, der außer einem nicht dargestellten Servomotor ein Heizelement 13 und ein Kühlelement 14 trägt, zwischen denen eine Abschirmung 15 angeordnet ist. Aufgabe dieser Abschirmung 15 ist es, eine Abstrahlung der vom Heizelement 13 abgeführten Wärme zum Kühlelement 14 hin zu verhindern bzw. zu verhindern, daß Kühlflüssigkeit die vom Heizelement abgegebene Wärme verringert. Der Kopf 12 ist gegenüber dem Arm 11 um eine hier lotrecht verlaufende Achse 16 schwenkbar, seine Schwenkbewegung wird durch den nicht dargestellten im Kopf 12 angeordneten Servomotor gesteuert. Welche Bewegung dieser Servomotor dem Kopf 12 zu erteilen hat, wird entsprechend der Umfangskontur der Steuerkurve 1 vom Computer 4 berechnet, so daß der Computer nun nicht nur den Servomotor 3 und den Servomotor 5, sondern auch den im Kopf 12 angeordneten Servomotor steuert.Since now, the cam 1 is to be hardened along the circumferential contour of the control cam 1 Must be performed hardening head, values must still be stored in the computer, which the influence swiveling hardening head so that it is at a constant distance from the circumferential contour of the Control cam 1 is moved and also executes pivoting movements according to this circumferential contour, which allow a uniformly good hardening process to be achieved. If this is done, then the arm 7 with the Lever 8 and the sensor 10 released from the spindle arranged in the direction of the axis 6 and replaced by an arm 11, which assumes the same position as the arm 7 in the zero position. This arm 11 carries on his free end a head 12, which in addition to a servomotor, not shown, a heating element 13 and a Carries cooling element 14, between which a shield 15 is arranged. Task of this shield 15 is to radiate the heat dissipated by the heating element 13 towards the cooling element 14 prevent or prevent the cooling liquid from reducing the heat given off by the heating element. Of the The head 12 is pivotable with respect to the arm 11 about an axis 16, which is perpendicular here, its pivoting movement is controlled by the servomotor, not shown, arranged in the head 12. What movement this servomotor has to give the head 12, is according to the circumferential contour of the control cam 1 calculated by the computer 4, so that the computer now not only has the servo motor 3 and the servo motor 5, but also controls the servo motor arranged in the head 12.
Nicht dargestellt ist auch die zwischen den beiden Elementen 13 und 14 des Kopfes 12 liegende Achse, die stets senkrecht auf der jeweils beaufschlagten Teilfläche der Steuerkurve 1 steht. Im dargestellten Fall besteht der Kopf 12 aus einem quaderförmigen Körper, ausAlso not shown is the axis lying between the two elements 13 and 14 of the head 12, which is always perpendicular to the respective acted upon partial surface of the control cam 1. In the case shown, there is the head 12 consists of a cuboid body
dessen einer Fläche die beiden Elemente 13 und 14 und die Abschirmung 15 herausragen. Verbindet man den Mittelpunkt dieser Fläche des quaderförmigen Körpers mit dem Mittelpunkt der zu dieser Fläche parallel liegenden Fläche, dann ist damit diese vorerwähnte Achse festgelegt. Damit soll nicht gesagt sein, daß die Achse, die senkrecht auf der jeweils beaufschlagten Fläche der Steuerkurve senkrecht steht, der vorerwähnten Achse genau entsprechen muß, eine solche Achse kann auch zu der Achse parallel verlaufend angeordnet sein, die die Mittelpunkte der beiden vorerwähnten Flächen verbindet.one surface of which the two elements 13 and 14 and the shield 15 protrude. If you connect the Center of this surface of the cuboid body with the center of the parallel to this surface lying surface, then this aforementioned axis is determined. That is not to say that the Axis, which is perpendicular to the respective acted upon surface of the control cam, perpendicular to the aforementioned Axis must correspond exactly, such an axis can also be arranged to run parallel to the axis be, which connects the centers of the two aforementioned surfaces.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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1975
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1976
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |