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Einstelleinrichtung an einer Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr-
und Fräsmaschine Bisher war es beim Arbeiten auf Bohrmaschinen beim Auswechselnder
Werkzeuge für die einzelnen Bearbeitungsstufen des gesamten Bearbeitungsvorganges
notwendig, die Einstellung der Haupt-und/oder Nebengetriebe zwecks Anpassung von
insbesondere Drehzahl, Bohrdruck und Vorschub gesondert durch Betätigung der entsprechenden
Schalthebel oder Druckknöpfe vorzunehmen. Es ist auch bereits bekannt, die Einzeleinstellungen
für Drehzahl, Bohrdruck usw. unter Benutzung einer Vorwahlschaltung mit Druckknopfsteuerung
gemeinsam zu schalten, wobei je Arbeitsstufe ein besonderer Druckknopf zu betätigen
ist. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, daß bei zwar richtiger
Entnahme des Werkzeuges von der Ablage eine nicht zugehörige Einstellung vorgenommen
werden kann.
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Es ist wünschenswert, die Einstellung in zwangläufige Abhängigkeit
von dem zu benutzenden Werkzeug zu bringen.
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Diese Aufgabe wird nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden
Vorschlag in der Weise gelöst, daB die Werkzeuge in einem bis auf die Entnahmeöffnung
für jeweils ein Werkzeug geschlossenen Speicher auf Vorrat gehalten werden und das
Heranführender Werkzeuge, die einzeln
auf einer Transporteinrichtung
im Speicherinnern angeordnet sind, an die Entnahmeöffnung die Einstellung bewirkt.
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' Die Erfindung zeigt zur Lösung der gleichen Aufgabe einen einfacheren
Weg, der insbesondere durch Verkürzung der Nebenzeiten gegenüber dem älteren Vorschlag
vorteilhafter ist- und der darin besteht, daß die Werkzeuge, wie es für das Arbeiten.
ohne Einstelleinrichtung üblich ist, in einer offenen Ablage, aus welcher jedes
einzelne Werkzeug beliebig entnehmbar ist, auf Vorrat gehaltem werden, und -die
eigentliche Entnahmebewegung, d. h. das Herausnehmen des Werkzeuges aus der Ablage,
die Einstellung bewirkt. Jedem Werkzeug ist in der Ablage ein bestimmter Platz zugeteilt.
Jedem Platz ist ein Vorwähler zugeordnet, und an jedem Platz ist ein Steuerelement
vorgesehen, welches durch die. Entnahme des Werkzeuges betätigt wird. - Durch diese
Betätigung wird der Einstellvorgang eingeleitet" der entsprechend der Einstellung
am Vorwähler abläuft. Bei einer Einstelleinrichtung mit elektrischen Steuermitteln
wird der Vorwähler als einstellbares Potentiometer ausgebildet.
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Die Erfindung schlägt zur weiteren Verkürzung der Zeiten, die zum
Einstellen auf die neue Bearbeitungsstufe notwendig sind, vor, den Einstellvorgang
bereits bei Beendigung jeweils des vorhergehenden Bearbeitungsvorganges- einzuleiten,
zu welchem Zweck ein auf Mittelstellung stehendes Potentiometer vorgesehen -ist,
welches z. B. durch das Herausziehen ,des Werkzeuges aus der Hauptspindel an Stelle
der für die Vorwahl bestimmten Potentiometer eingeschaltet wird, so daß der Einstellvorgang
entsprechend der Mittelstellung des eingeschalteten Potentiometers bis zur Erreichung
der Mitte des möglichen Regelbereiches abläuft und die Neueinstellung bei Entnahme
des nachfolgenden Werkzeuges aus der Ablage bereits von einer mittleren Stellung
ausgehen kann.
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Als Erläuterungsbeispiel ist in den Zeichnungen ein Bohrschlitten
mit einer Werkzeugspindel als Hauptspindel unter Benutzung von elektrischen Steuermitteln
für die Drehzahleinstellung der Bohrspindel dargestellt. Im einzelnen zeigt Fig.
i eine Ansicht des Bohrschlittens von außen, Fig. 2, den Bohrschlitten mit einem
stufenlos verstellbaren Spindelantrieb, die Werkzeugablage und das Schema der elektrischen
Steuerung, Fig. 3 eine andere Ausführung der elektrischen Steuerung und Fig. q.
die Ausbildung der Steuerung zur Erzielung einer mittleren Ausgangsstellung für
die Einstelleinrichtung.
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i ist der Bohrschlitten mit angebautem Bohrmotor 2 zum Antrieb der
Bohrspindel 3. q. ist der Versteilmotor für das stufenlose Getriebe 5, der über
- die Kegelräder 6 und 7 auf die Gewindespindel 8 arbeitet. Das Kegelrad 7 ist als
Mutter auf der Spindel 8 ausgebildet, so daß die Spindel bei Drehung des Kegelrades
7 axial verschoben wird. Der Zahnstangenteil g kämmt mit dem Ritzel i o, dessen
Welle i i die Verstellwelle, des stufenlos einstellbaren Getriebes 5 ist. 12. ist
eine auf dem Ende - der Verstellwelle i i außen am Bohrschlitten sitzende Skala
zur Anzeige:der Drehzahl der Bohrspindel 3.
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Wird an Stelle des stufenlos einstellbaren Getriebes ein Stufengetriebe
vorgesehen, so wird von ,der Verstellwelle i i im Falle der Benutzung eines hydraulisch
geschalteten, Getriebes der Rundschieber und im Falle der Benutzung eines Stufenrädergetriebes
mit elektromagnetischen Kupplungen die zugehörige Schaltwalze gedreht.
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Mit 13 ist die Ablage für die Werkzeuge bezeichnet. Durch Unterteilung
in Fächer 1q.1 bis 1q,V ist für jedes Werkzeug i5 I bis 15V ein bestimmter Platz
-vorgesehen. Diese Werkzeuge werden in einer beliebigen oder auch programmmäßig
vorgesehenen Aufeinanderfolge im Verlaufe des Gesamtbearheitungsvorganges an einem
Werkstück benötigt und zu diesem Zweck in der vorgesehenen Reihenfolge aus den Fächern
entnommen, zur Bohrspindel gebracht, in diese eingeführt und nach Ablauf der jeweiligen
Bearbeitungsstufe in -das für sie vorgesehene Fach deer Ablage zurückgelegt. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 15I1 aus dem Fach 1q.11 entnommen
und in die Bohrspindel 3 eingesetzt.
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Jedem Fach ist als Steuerelement ein elektrischer Kontakt 16 zugeteilt,
der, unter der Wirkung einer Feder 17 stehend, bei Entnahme des ihn belastenden
Werkzeuges einen Stromkreis schließt und der, durch das- Werkzeuggewicht heruntergedrückt,
öffnet.
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Jedem Fach und damit jedem Werkzeug ist ein Potentiometer i8 zugeordnet.
Werden weniger Werkzeuge benötigt als Fächer vorhanden. sind, sind die Kontakte
16 bzw. die Stromkreise, die den leeren Fächern zugeordnet sind, außer Tätigkeit
zu setzen. Die Potentiometer sind einstellbar und erlauben stufenlosen oder gestuftem
Abgriff einer beliebigen Spannung innerhalb -des von der Stromquelle (+ -) vorgegebenen
_ Spannungsbereiches. Die Einstellung -der Potentiometer entspricht dem Sollwert
'der für das jeweils zugehörige Werkzeug gewünschtem Bohrspindel-Drehzahl.
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Mit der Gewindespindel 8 ist der Abgriff ig des Vergleichs-Potentiometers
2o mechanisch gekuppelt. Die Stellung des Abgriffes ig entspricht somit der am Getriebe
5 eingestellten ist-Drehzahl.
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Die abgegriffene Spannung des einen der eingeschalteten Potentiometer-_F8
- zugehörig zum Werkzeug 15 1I und dem Fach 1q_11 - und die abgegriffene Spannung
-des Vergleichs-Potentiometers 2o mit dem Abgriff ig werden in einer Brückenschaltung
miteinander verglichen, in deren Diagonale ein Umschaltrelais 2i mit mittlerer Ruhelage
liegt. Sind die zu vergleichenden Spannnlngen gleich, dann spricht das Umschaltrelais
nicht an, d. h. der Sollwert, der an dem Potentiometer 18 für das Fach 1q:11 eingestellt
ist, entspricht dem Ist-Wert der Einstellung am stufenlos einstellbaren Regelgetriebe,
und der Vers@tellmotör q. ist stromlos.. Ist dagegen ein Unterschied in den abgegriffenen
Spannungen vorhanden, was dann eintritt, wenn die Stellung des Abgriffes ig am Vergleichs-Potentiometer
2o
nicht dem an dem eingeschalteten Potentiometer 18 eingestellten Sollwert entspricht,
so spricht das Relais 21 an und legt den Verstellmotor 4 über das Wendeschütz 22.
an seine Betriebsspannung. Der Motor 4 läuft so lange, bis der Abgriff ig auf die
dem Abgriff am Potentiometer 18 entsprechende Stellung verschoben ist und kein Spannungsunterschied
in den zu vergleichenden Abgriffen besteht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das Vergleichs-Potentiometer
2o der Fig. 2 ersetzt .durch einen Generator 23, welcher als sogenannte Tacho-Dynamo
von der Bohrspindel angetrieben wird und eine von: der Ist-Drehzahl dieser Bohrspindel
abhängige Spannung erzeugt, die die Funktion der Abgriffsspannung ig der Ausbildung
der Steuereinrichtung nach Fig. 2 ausübt.
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Fig. a, zeigt eine Steuereinrichtung, die dazu dient, die Zeiten,
die zur Einregelung der Einstellung, insbesondere bei auseinanderliegenden aufeinanderfolgenden
Stufen benötigt werden, so kurz wie möglich zu machen. Hierzu ist ein Steuerkontakt
24 vorgesehen, der bei Beendigung einer Arbeitsstufe geschaltet wird, was z. B.
dadurch bewerkstelligt werden kann, d@aß das Werkzeug aus der Bohrspindel entfernt
wird, oder dadurch, daß der Hauptmotor zum Werkzeugwechsel stillgesetzt wird, oder
dadurch, daß das Werkzeug und damit die Bohrspindel aus,dern Werkstück herausgezogen
wird. Ferner sind für jedes Fach 14 der Ablage je ein zusätzlicher Kontakt 25 vorgesehen
und ein zusätzliches Potentiometer 26 mit festem Abgriff 27 in der Mittelstellung.
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Bei Entnahme des Werkzeuges 15 I ist der Kontakt z5 des Faches 14I
geschlossen und bei geschlossenem Kontakt 24 spricht das Relais 28 an, welches alle
Potentiometer 18 durch den sich öffnenden Ruhekontakt 29 abschaltet und durch den
anderen Kontakt 30 das Potentiometer 26 mit dem Abgriff 27 an Stelle der
Gruppe von Potentiometern 18 setzt. Es kommt hierdurch zu einem Vergleich der Abgriffe
27 und ig an den Potentiometern 26 und 20, wodurch der Verstellmotor 4 gezwungen
wird, den Abgriff ig auf die der festen Mittelstellung des Abgriffes 27 entsprechende
Mittelstellung zu bringen. Beim Zurücklegen des Werkzeuges 151 in das Fach 141 wird
der zugehörige Kontakt 25 unterbrochen: und das Relais 28 fällt ab und schaltet
das Potentiometer 26 ab und die Potentiometergruppe 18 wieder ein, die allerdings
durch den gleichzeitig öffnenden Kontakt 16, der zu dem Fach 141 gehört, zunächst
unwirksam bleibt. Sollen außer einer Drehzahleinstellung weitere Nebengetriebe,
z. B. Vorschub oder Bohrdruck, eingestellt werden, so sind für jede einzustellende
Größe je eine Gruppe von Potentiometern 18, je ein Potentiometer 2o und gegebenenfalls
je ein Potentiometer 26 vorzusehen.
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Die vorbezeichnete Anordnung von Potentiometern läßt sich sinngemäß
auch anwenden bei stromrichtergespeisten Antrieben mit elektronischer Regelung und
für Einstelleinrichtungen für Regelantriebe mit Tacho-Dynamo und Stromaufschaltung.