DE3023413A1

DE3023413A1 - Vorrichtung zur ueberwachung und/oder regelung des spanndrucks eines kraftbetaetigten werkstueck-spannfutters

Info

Publication number: DE3023413A1
Application number: DE19803023413
Authority: DE
Inventors: Günther Ing.(grad.) 3012 Langenhagen Möller
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1980-06-23
Filing date: 1980-06-23
Publication date: 1982-01-21
Also published as: DE3023413C2

Description

Vorrichtung zur Überwachung und/oder Regelung des
Spanndrucks eines kraftbetätigten Werkstück-Spannfutters Die Erfindung betrifft eine Vorrichtungg wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 46 337 ist ein Werkstückhalter bekannt, in dessen Spannbacken Detektoren zur Messung der auf das Werkstück wirkenden Spannkraft angebracht sind. Mit diesen Detektoren kann einmal überwacht werden, ob der Spanndruck ausreichend groß ist, so daß keine Gefahr besteht daß das Werkstück bei seiner Bearbeitung aus dem Spannfutter gerissen wird. Weiterhin ist in dieser DE-OS beschriev ben, daß die Signale der Detektoren auch zu einer Regelung und Veränderung des auf das Werkstück wirkenden Spanndrucks eingesetzt werden kann, indem das Signal der Detektoren einem entsprechenden Servo-Mechanis- mus zugeführt wird, der die Einspannkraft nachreoelt.
Die Tatsache, daß die Detektoren direkt an den Spannbacken angebracht sind, erweist sich insbesondere bei Drehmaschinen als nachteilig. Bei Drehmaschinen müssen die Signale der Detektoren entweder über entsprechende Schleifringkontakte nach außen geführt werden, oder aber es müssen in dem jeweiligen Spannfutter noch Vorrichtungen untergebracht werden, die eine drahtlose Übermittlung der Signalwerte dieser Detektoren zu der Regelschaltung erlauben. Weiterhin hat die Meßwertaufnahme in einer Spannbacke den Nachteil, daß jeder verwendete Spannbackensatz solche Detektoren enthalten muß, was die Spannfutter bzw. die Spannbacken erheblich verteuert.
Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend, eine Vorrichtung zur Überwachung und/oder Regelung des Spanndrucks eines kraftbetätigten Werkstück-Spannfutters anzugeben, bei der die Zahl der Detektoren oder Kraftmeßeinrichtungen gering ist und mit der ohne besonderen Aufwand auch bei einer Drehmaschine der Spanndruck geregelt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einer im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Vorrichtung gelöst, die erfindungsgemäß' nach der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Weise ausgestaltet ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß die von der Kraftübertr agungs einri Ohtung in das #rk stück-#panfutter die tragene Kraft, mit denen die Spannbacken betätigt wer- den, ein Maß für die von den Spannbacken auf das Werkstück ausgeübten Kräfte ist und daß das Verhältnis der Kraft der Kraftübertragungseinrichtung zu der durch die Spannbacken auf das Werkstück ausgeübten Kraft für jedes Werkstück-Spannfutter bekannt ist und deshalb die Kraft der Kraftübertragungseinrichtung als Parameter für eine automatische Regeleinrichtung verwendet werden kann. Dieser Umstand wird von der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgenutzt, indem die Kraftmeßeinrichtung außerhalb eines sich drehenden Spannfutters untergebracht werden kann. Damit ist die Übertragung und Weiterverarbeitung des Signals dieser Kraftmeßeinrichtung wesentlich vereinfacht.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung berücksichtigt den Umstand, daß bei einem Wechsel des Werkstück-Spannfutters bei gleichbleibender Kraftwirkung der Kraftübertragungseinrichtung die von den Spannbacken auf das Werkstück ausgeübte Kraftwirkung sich im allgemeinen ändert, da die veränderte Konstruktion des Spannfutters die Beziehung zwischen der an der Kraftübertragungseinrichtung wirkenden Kraft und der von den Spannbacken ausgeübten Kraft sich ebenfalls verändert.
Diese Veränderung wird automatisch berücksichtigt, indem an dem Werkstück-Spannfutter ein Codegeber angebracht ist, der auf einen Code-Aufnehmer wirkt. Das Signal des Code-Aufnehmers wird in einem Decoder der Steuerschaltung erfaßt und bewirkt eine Änderung der Regelcharakteristik der Steuerschaltung.
Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt, daß trotz einer automatischen Steuerung des Spanndrucks es wünschenswert sein kann, während des Bearbeitungsvorgangs von Hand den Spanndruck zu erhöhen oder zu erniedrigen. Dementsprechend ist vorgesehen, daß die Steuerschaltung oder die Kraftquelle eine manuell betätigbare Korrektureinrichtung aufweisen, über die der Spanndruck veränderbar ist.
Im folgenden wird nun die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben und näher erläutert. Es zeigen: die Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Werkstück-Spann futters mit einer Steuerschaltung für den Spanndruck, die Fig. 2 eine nähere Ausgestaltung der Steuerschaltung, die Fig. 3 ein weiteres Beispiel einer Steuerschaltung.
Das Ausführungsbeispiel nach der Figur 1 stellt eine hydraulisch betätigte Spanneinrichtung einer Drehmaschine dar. Das Spannfutter 1 ist über eine Zugstange 2 mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders 3 verbunden, der über eine Drehdurchführung 4 mit dem Druckmittel versorgt wird. Das Druckmittel wird von einer Pumpe 5 über eine Hydraulikleitung 16 geliefert. Zwischen der Pumpe 5 und dem Hydraulikzylinder 3 sind eine Druckregeleinrichtung, z. B. ein Regelventil 6 angebracht.
Ferner kann ein Umschaltventil 7 für Innen- und Außenspannen vorhanden sein. An den Hydraulikleitungen 16 sind Druckmeßgeräte 8 angeordnet. Diese Druckmeßgeräte 8 liefern ihre Signale zu einer Steuerschaltung 9, die nach Maßgabe dieser Signale ein Ausgangssignal 10 an das Druckregelventil 6 liefert. Das Signal der Druckneßgeräte 8 wird in einem Anzeigegerät 11 sichtbar gemacht. Ferner kann eine Einrichtung 13 für manuelle Be- tätigung der Steuerschaltung 9 vorgesehen sein, durch die ebenfalls das Ausgangssignal 10 und damit das Druckregelventil 6 beeinflußt wird.
An dem Spannfutter 1 ist ein Code-Geber 17 angebracht, der auf einen Code-Aufnehmer 12 wirkt. Der Code-Geber 17 kann beispielsweise eine Anordnung von Ringen unterschiedlichen Durchmessers sein, die an dem Spannfutter befestigt sind. Durch die jeweilige Reihenfolge der Ringe unterschiedlichen Durchmessers oder auch ihrer Abstände wird das einzelne Spannfutter charakterisiert.
Diese Ringe werden von entsprechenden Fühlern des Code-Aufnehmers 12 abgetastet. Diese Fühler können mit entsprechenden Mikroschaltern verbunden sein, so daß ein elektrisches Ausgangssignal des Code-Aufnehmers 12 erzielt wird. Code-Geber und Code-Aufnehmer können auch berührungsfrei arbeiten, wenn sie mit optoelektronischen Bauelementen arbeiten.
In der Figur 2 ist näher dargestellt, wie bei Vorhandensein von einem Code-Geber und einem Code-Aufnehmer die Charakteristik der Steuerschaltung 9 an das jeweilige Spannfutter angepaßt werden kann. Hierzu sind in der Steuerschaltung 9 einzelne Schaltkreise 20 vorhanden, die beispielsweise in einer Regelschleife eines Regelkreises 19 hineingeschaltet werden können. Das Hinein-oder Heraus schalten erfolgt mit entsprechenden Auswahlschaltern 21.
Zur Auswahl des dem jeweiligen Spannfutter entsprechenden Schaltkreises 20 wird das Ausgangssignal des Code-Aufnehmers 12 an einen Decodierer 18 der Regelschaltung 9 geliefert. Dieser Decodierer 18 betätigt den entsprechenden Schalter 21, so daß in der Regelschleife des Regelkreises 19 gerade der dem eingesetzten Spannfutter entsprechende Regelkreis geschaltet ist. Beim Betrieb wird von dem Druckmeßgerät 8 ein Signal an den Regelkreis 19 geliefert, der entsprechend diesem Signal sein Ausgangssignal 10 verändert. Dieses Ausgangssignal 10 ist an den entsprechenden Steuereingang 14 des Druckregelventils 6 gelegt.
Die Steuerschaltung 9 kann auch so ausgelegt sein, daß sie numerisch steuerbar ist. Das entsprechende Steuerprogramm wird über einen Eingang 26 dem Regelkreis eingegeben.
Weiterhin ist in Figur 2 eine Einrichtung 13 vorhanden, deren Ausgangssignal ebenfalls auf den Regelkreis 19 wirkt. Hierdurch ist eine manuelle Veränderung des Spanndrucks möglich.
In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Regelschaltung 9 dargestellt. Sie weist in diesem Falle einen Lesespeicher 22 auf. Das Signal des Code-Aufnehmers 12 wird auf die Adressenleitung 23 gegeben und dem Adressregister und Decoder 24 zugeführt. Vom Datenausgaberegister 25 werden die Daten einer entsprechenden Regelschaltung 19 zugeführt. Diese Regelschaltung 19 nimmt weiter als Signal das Ausgangssignal des Druckmeßgerätes 8 auf und liefert ein Ausgangssignal 10, mit dem nach Maßgabe des jeweils ausgewählten Spannfutters der entsprechende Spanndruck über den Druckregler 6 eingestellt wird.
Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE fT /1.)Vorrichtung zur automatischen Einstellung und Überwachung des Spanndrucks eines kraftbetätigten Werkstück~ spannfutters (1) an numerisch gesteuerten Werkzeugma schinen, das von einer steuerbaren Kraftquelle (5) über eine Kraftübertragungseinrichtung (2, 3, 4, 16) betätigbar ist, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (9), die mit ihrem Ausgang an den Steuereingang der Kraftquelle (5) und mit einem Eingang an eine an der Kraftübertragungseinrichtung außerhalb des Spannfutters angeordnete Kraftmeßeinrichtung angeschlossen ist und der über einen zweiten Eingang die im Werkstückbearbeitungsprogramm niedergelegten Einstellwerte für die Einspannkraft des jeweils verwendeten Spannfutters von der numenschen Steuerung der Werkzeugmaschine vorgebbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (2, 3, 4 16) eine Hydraulikleitung (16) umfasst, daß die Kraftmeßeinrichtung ein an der Hydraulikleitung (16) angeschlossener Druckmesser (8) ist und daß die Kraftquelle (5) einen Druckregler (6) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen am Spannfutter (1) angebrachten Code-Geber (17) und einen vom Code-Geber betätigten Code-Aufnehmer (12), dessen Signalausgang an einen Decodierer der Steuerschaltung (9) gelegt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuercharakteristik der Steuerschaltung (9) nach Maßgabe des Ausgangssignals des Code-Aufnehmers (12) veränderbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (9) Schaltkreise (20) aufweist, welche über Auswahlschalter (21) nach Maßgabe des Ausgangssignals des Code-Aufnehmers (12) einem Regelkreis (19) der Steuerschaltung (9) zu-oder weggeschaltet werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Lesespeicher (22) aufweist und daß der Code-Aufnehmer (12) an die Adressenleitung (23) geschaltet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (9) oder die Regeleinrichtung (6) der Kraftquelle eine manuell betätigbare Korrektureinrichtung (13) aufweisen.