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    • 专利摘要:

    公开号:WO1981000979A1
    申请号:PCT/DE1980/000144
    申请日:1980-10-06
    公开日:1981-04-16
    发明作者:N Hessbrueggen
    申请人:Emag Maschfab Gmbh；N Hessbrueggen；
    IPC主号:B23B31-00
    专利说明:
    [0001] Ladeeinrichtung für CNC-gesteuerte Frontdrehmaschinen
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladeeinrichtung für CNC-gesteuerte Frontdrehmaschinen mit einem für das Zuund Abführen von Werkstücken dienenden Greiferfutterträger mit Greiferfutter, wobei sowohl die Antriebseinrichtung des Greiferfutterträgers für seine Axial- und Schwenkbewegung als auch die Antriebseinrichtung des Greiferfutters ihre Steuerimpulse von einer Programmspeichersteuerung in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Werkzeugmaschine erhalten.
    [0003] Bei Ladeeinrichtungen dieser Art erfolgt zwar die Impulsabgabe für die Steuerung des Arbeitstaktes aus der CNC Steuerung der Drehmaschine, doch erfolgt der Antrieb der Ladeeinrichtungen auf elektropneumatischer, elektrohydraulischer oder elektro-mechanischer Weise. Das Anfahren der einzelnen Stellungen der Ladeeinrichtungen wird durch Anschläge und Endschalter kontrolliert. Hierdurch ergeben sich vom Antrieb her Grenzen bezüglich der optimalen Beschleunigung und Verzögerung sowie der maximal möglichen Bewegungsgeschwindigkeit der Ladeeinrichtung. Ferner ist der Einstellaufwand beim Umrüsten sehr hoch.
    [0004] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ladeeinrichtung zu schaffen, die in ihrer Arbeitsgeschwindigkeit auf die Fertigungsmöglichkeiten von CNC-Drehautomaten abgestimmt, d.h. diesen gleichwertig ist, und bei welcher der Arbeitsund Zeitaufwand für das Umrüsten wesentlich vermindert ist.
    [0005] Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Mittel gelöst. Die Verwendung von Gleichstromservomotoren für die Schwenkbewegung und die Axialbewegung, d.h. die Verschiebebewegung des Greiferfutterträgers in Richtung der Schwenkachse, bringt den Vorteil mit sich, daß diese Motoren hohe Anfahr- und Bremsmomente aufbringen, was selbst bei großen Werkstücken große. Beschleunigungsund Verzögerungswerte und als Folge hiervon große Geschwindigkeiten beim Werkstücktransport zuläßt. Hierdurch werden die Ruhezeiten der Drehmaschine erheblich verkürzt. Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der sich aus der Erfindung §rgibt, besteht darin, daß durch die Verwendung einer Mikroprozessorsteuerung mit Programmspeicher und geschlossenem Lageregelkreis die jeweiligen Positionen des Greiferfutterträgers exakt angesteuert werden können und daß bei einem Wechsel der Werkstückgröße, welcher ein Umrüsten der Drehmaschine erfordert, dieses Umrüsten durch Eingabe neuer Daten in den Speicher der Programmspeichersteuerung in einem Bruchteil der Zeit erfolgen kann, die bisher notwendig war, um Anschläge und Endschalter zu verstellen. Da die Greiferfutter an dem Greiferfutterträger und sofern vorhanden an einer Wendestation durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung als selbsteinstellende Greiferfutter ausgebildet sind, ist auch hier die notwendige Zeltspanne für das Erfassen und Lösen eines Werkstückes wesentlich verringert, da die Backen des Greiferfutters ausgehend von einem bestimmten Ausgangspunkt, der sich aus der Spannstellung für ein bestimmtes Werkstück ergibt, nur so weit geöffnet werden, daß ein sicheres Abgeben des vorher erfaßten Werkstückes und ein sicheres Aufnehmen eines neuen Werkstückes möglich ist. Die Backen des Greiferfutters werden nicht wie dies bisher notwendig war, über ihren gesamten möglichen Hub bewegt, sondern nur über einen sehr kleinen Teil des Gesamthubes.
    [0006] Für die Steuerung der Bewegungen der Ladeeinrichtung kann entweder eine gesonderte Mikroprozessor-Steuerung vorgesehen sein, die über eine. Anpassung die Befehle für die Durchführung der einzelnen Bewegungsarten von der CMC- Steuerung erhält oder es kann vorteilhaft sein, eine während des Ladevorganges nicht benötigte NC-Achse der Drehmaschine der CNC-Steuerung der Ladeeinheit zuzuordnen. In beiden Fällen werden die Wege numerisch vorgegeben. Bei der sogenannten Achsuinschaltung einer während des Ladens nicht benötigten NC-Achse der Maschine können die Wege der Greiferfutterträger über Handeingabe oder Datenträger in den Speicher der Mikroprozessorsteuerung einprogrammiert werden. Beim- Einsatz einer sogenannten "lernfähigen" Mikroprozessorsteuerung werden die beim ersten Durchfahren der einzelnen Arbeitstakte der Ladeeinrichtung gefahrenen Wege im Programmspeicher gespeichert und stehen somit für die nachfolgenden Arbeitsabläufe zur Verfügung. .
    [0007] Das Greiferfutter am Greiferfutterträger oder an der Wendestation, falls eine solche vorhanden ist, weist einen großen Spannbereich der Backen auf und wird vorzugsweise durch einen Hydromotor verstellt, dessen über; einen Magnetschalter zugeführte ölmenge durch ein Zeitglied der Programmspeichersteuerung überwacht ist. Auf diese Weise sind die offnungs- und Schließbewegungen der Backen auf einen vorgegebenen Wert begrenzbar. Der Ausgangspunkt, von dem aus das Zeitglied einen kontrollierten Ölstrom zu dem Hydromotor zuläßt, um das Futter zu öffnen, wird durch das Werkstück selbst bestimmt. Von diesem Punkt aus wird das Spannfutter entsprechend der vorgegebenen Zeitspanne geöffnet und beim späteren Spannvorgang wird das. Spannfutter bis zum Ansprechen eines Druckschalters geschlossen. Dieser Punkt ist wieder der für das Zeitglied maßgebende Anfangspunkt im nächsten Ablauf. Das Aktivieren des Zeitgliedes für den Öffnungsvorgang erfolgt in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Maschine; ebenso für den Spannvorgang. Der Öffnungsvorgang erfolgt, nachdem durch eine Druckschalter das Vorliegen des Spanndruckes gemeldet wurde. Wenn nun beim Spannvorgang dieser Anfangspunkt um einen vorbestitnmten
    [0008] Zeitwert überfahren wird, ohne daß vom Druckschalter das Signal erhalten wird, daß der notwendige Spanndruck anliegt, wird über ein Störsignal der Steuerungsvorgang abgebrochen und das Spannfutter um diesen überfahr- Zeitwert wieder zum Ausgangspunkt gefahren. In Verbindung mit einem Spannfutter mit einem großen Spannbereich läßt sich so das Futter auf verschiedene Werkstücks größen in einfacher Weise einprogrammieren, so daß das Futter für die jeweilige Werkstücksgröße, wie bereits beschrieben, nur geringe offnungs und Schließbewegungen innerhalb des großen Spannbereiches ausführt. Auf diese Weise entfällt das Auswechseln der Greiferbacken innerhalb eines bestimmten Werkstückgrößenbereiches. Unter einem großen Spannbereich wird beispielsweise ein Spannweg von 75 mm bei einem Außendurchmesser des Spannfutters von 230 mm angesehen. Solche großen Spannbereiche lassen sich mit Spiralspannfutter erzielen.
    [0009] Wenn ein Werkstückwechsel auf dickere Werkstücke eintritt, verändern sich die Axialbewegungen des Greiferfutterträgers. Um die Ladeeinrichtung auf dieses neue Werkstück vorzuprogrammieren werden die neuen Weggrößen numerisch vorgegeben. Der Einstellvorgang läuft dabei so ab, daß ein in das Futter der Arbeitsspindel eingespannte Werkstück von dem Greifer des Greiferfutterträgers erfaßt wird, wobei das Anfahren an das Werkstück durch Handeingabe erfolgt, und der neue Wert dann in dem Speicher der Programmspeichersteuerung festgehalten wird. Der Greiferfutterträger wird dann zu einer Wendestation, falls vorhanden, zu der Abgabestation und zu der Abholstation verfahren, wobei die entsprechenden Stationen mit ihren Zuführ- und Abführschienen bzw. Greifern von Hand auf die neue Stellung des Greiferfutterträgers eingestellt werden, was beispielsweise mittels Handkurbel und Spindeltrieb erfolgen kann.
    [0010] Die Erfindung ist in einer Zeichnung beispielsweise dargestellt. In dieser zeigen: Fig. 1a bis Fig. 1d den Arbeitsablauf einer Ladeeinrichtung für eine Zweispindel-Frontdrehmaschine;
    [0011] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Greiferfutterträgers mit Antriebseinrichtung, wobei die während der verschiedenen Ärbeitsstellungen eingenommenen Axialstellungen gezeigt sind;
    [0012] Fig. 3 eine Teilansicht einer Frcntdrehmaschine mit einer Antriebseinrichtung für eine Ladeeinrichtung; und
    [0013] Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Antriebs für die Backen eines Greiferfutters.
    [0014] In Fig. 1a ist eine Frontdrehmaschine 1 mit zwei Arbeitsspindeln 2 und 3 dargestellt, die für die Bearbeitung eines Rohteils zu einem Halbfertigteil bzw. für die Bearbeitung des übernommenen Halbfertigteils zu einem Fertigteil vorgesehen sind. Auf der Oberseite der Drehmaschine ist eine insgesamt mit 4 bezeichnete Ladeeinrichtung vorgesehen, über welcher eine Wendeeinrichtung 5 angeordnet ist. Zu beiden Seiten der Ladeeinrichtung befinden sich einerseits eine Zuführeinrichtung 6 und eine Abführeinrichtung 7, die eine Zuführschiene 8 bzw. Abführschiene 9 und Schwenkklappen 10 bzw. 11 aufweisen, die das in horizontaler Richtung ankommende und ablaufende Werkstück für die Übernahme oder Abgabe eines Werkstückes durch eines der Greiferfutter 12 bis 15 das Werkstück aus der horizontalen in eine vertikale Lage beim Abholvorgang und aus der vertikalen Lage in eine horizontale Lage beim Abgabevorgang überführt. Die Greiferfutter 12 bis 14 sind an den Enden eines Ladekreuzes 18 der Ladeeinrichtung 4 angeordnet, welches wie aus Fig. 2 ersichtlich, an einer Welle 16 befestigt ist, die mit einer Antriebsvorrichtung 17 in Verbindung steht, welche das Ladekreuz 18 nicht nur in die einzelne in den Fig. la bis 1d gezeigten Stellungen verschwenken sondern auch in Axialrichtung dieser Welle verschieben kann. In der Grundstellung gemäß Fig. 1a, die in Fig. 2 mit I bezeichnet ist, ist gerade ein durch die Klappe 10 in die vertikale Lage gebrachtes Werkstück durch das Greiferfutter 12 aufgenommen worden. Zur gleichen Zeit ist durch den Greifer 15 ein Werkstück, das bereits fertig bearbeitet war, abgegeben worden, welches durch Umlegen der Klappe 11 in die horizontale Lage über die Abführungsrinne zu einem Speicher abgeführt wurde. Die Greiferfutter 13 und 14 sind in dieser Stellung leer.
    [0015] In Fig. 1b ist die Abholstellung dargestellt, die in Fig. 2 mit II bezeichnet ist. In dieser: Stellung ist das Ladekreuz gegenüber der Grundstellung um 90° gedreht. Das Greiferfutter 12 trägt das aus der Grundstellung übernommene Rohteil und gibt es an einen Greifer 19 der Wendestation 5 ab. Der Greifer 13 der Ladeeeinrichtung erfaßt ein in der Wendestation vorrätig gehaltenes Halbfertigteil, während der Greifer 14 ein Fertigteil aus der Arbeitsspindel 3 abholt. Der Greifer 15 holt ebenfalls aus der Arbeitsspindel 2 ein Halbfertigteil ab.
    [0016] In der in Fig. 1c dargestellten Abgabestellung, die in Fig. 2 mit III bezeichnet ist, wird durch den Greifer 12 ein Rohteil an die Arbeitsspindel 2 und durch den Greifer 13 ein Halbfertigteil, das vorher durch die Wendeeinrichtung 5 gewendet worden ist, an die Arbeitsspindel 3 abgegeben. Der Greifer 14 übergibt das aus der Wartestellung gemäß Fig. 1b aufgenommene Halbfertigteil, welches durch die Arbeitsspindel 2 bearbeitet wurde, und gibt es an den Greifer 19 der Wendeeinrichtung ab. Der Greifer 15 trägt ein Fertigteil. Gegenüber der Abholstellung gemäß Fig. 1b hat das Ladekreuz 18 eine Drehung von 180° durchgeführt.
    [0017] In der in Fig. 1d gezeigten Stellung, die wieder der Grundstellung gemäß Fig. 1a entspricht,hat das Lade kreuz 18 gegenüber der Abgabestellung gemäß Fig. 1c eine Drehung um 90° ausgeführt. In dieser Stellung wird das Fertigteil des Greifers 15 an die Klappe 11 der Abführeinrichtung 7 abgegeben, während der Greifer 12 kurz vor der Übernahme eines Rohteiles ist, welches sich auf der noch nicht aufgeschwenkten Klappe 10 befindet. Die Greifer 13 und 14 sind leer.
    [0018] Mit IV ist in Fig. 2 der Referenzpunkt der Maschine bezeichnet.
    [0019] Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Welle 16, welche das. Ladekreuz 18 trägt, mit einem Joch 20 fest verbunden ist, das eine Mutter 21 trägt, durch welche eine Kugelrollspindel 22 hindurchfaßt, die von einem Gleichstromservomotor 23 über einen Zahnriementfieb 24 angetrieben wird. Die Steuerung des Gleichstromservomotors 23 erfolgt durch die eingangs beschriebene Programmspeichersteuerung in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Maschine. Die. Welle 16 wird dabei in Richtung des Doppelpfeiles 25, d.h. in Axialrichtung verschoben. Zur Durchführung von Drehbewegungen entsprechend dem Doppelpfeil 26 ist ein Gleichstromservomotor 27 vorgesehen, der über einen Zahnriemen 28 eine Schnecke 29 antreibt, die mit einem auf der Welle 16 sitzenden Schneckenrad 30 in Eingriff steht.
    [0020] Gemäß Fig. 4 ist ein Greiferfutter 31 dargestellt, das als Spiralspannfutter ausgebildet ist, dessen Backen 32 durch einen Hydromotor 33 bewegbar sind, der mit einem Magnetschieber 34 über zwei Leitungen 35 und 36 in Verbindung steht, die mit Leitungen 37 und 38 verbindbar sind, von denen die Leitung 37 mit einer Pumpe 39 und die Leitung 38 mit einem Rücklaufbehälter 40 in Verbindung steht. An die Leitung 36 ist ein Druckschalter 41 angeschlossen, der bei Erreichen des notwendigen Spanndruckes ein Signal an die Programmspeichersteuerung abgibt, wodurch angezeigt wird, daß der Spannvorgang beendet und der Greiferfutterträger entsprechend dem vorgesehenen Arbeitstakt weiterbewegt werden kann. In der in Fig. 4 dargestellten Stellung des Magnetschiebers 34 sind die Leitungen 35 und 37 bzw. 36 und 38 unterbrochen. Die Pfeile 42 und 43 bzw. 44 und 45 zeigen die möglichen Schaltstellungen des Magnetschiebers an, in denen entweder die Leitungen 35 und 37 bzw. 36 und 38 oder die Leitung 35 mit der Leitung 38 und die Leitung 36 mit der Leitung 37 verbunden ist. Im Falle der Verbindung der Leitung 37 mit der Leitung 36 wird das Greiferfutter zugefahren, d.h. ein Werkstück kann erfaßt werden, während bei der Verbindung der Leitung 35 mit der Leitung 37 der Hydromotor in der entgegengesetzten Richtung bewegt und das Futter aufgefahren wird.
    [0021] Als Greiferfutterträger kann selbstverständlich auch ein zweiarmiger Träger vorgesehen sein, wenn beispielsweise Werkstücke von einer Zuführschiene zu einer EinspindelFrontdrehmaschine gebracht und von dort zu einer Abführschiene weitergeleitet v/erden soll, von wo die Werkstücke entweder zu einem Speicher oder zu einer Wendestation gelangen können. Im letzteren Falle wird dann nach der Wefldestation eine weitere Einspindel-Drehnraschine vorgesehen, um die gewendeten halbfertigen Teile fertigzubearbeiten.
    [0022] Der Aufbau und die Steuerung des Greiferfutters 12 bis 15 und 19 entsprechen dem in Fig. 4 beschriebenen Greiferfutter 31 mit der dort gezeigten Steuereinrichtung.
    权利要求:
    Claims P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Ladeeinrichtung für CNC-gesteuerte Frontdrehmaschinen mit einem für das Zu- und Abführen von Werkstücken dienenden Greiferfutterträger, bei der sowohl die Antriebseinrichtung des Greiferfutterträgers für seine Axial- und Schwenkbewegung als auch die Antriebsein richtung des Greiferfutters ihre Steuerimpulse von einer Programmspeichersteuerung in Abhängigkeit vom Arbeitstakt der Werkzeugmaschine erhalten, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebseinrichtung für den Greiferfutterträger (18) für jede Bewegungsart einen Gleichstromservomotor (23, 27) aufweist, die mittels einer Programmspeichersteuereinrichtung mit geschlossenem Lageregelkreis steuerbar sind und daß die Öffnungsbewegung der Backen des Greiferfutters (12 bis 15; 19) an dem Greiferfutterträger (18) und falls vorhanden an einer Wendestation (5) durch ein Zeitglied mit fest vorgegebenem Zeitintervall überwacht wird, wobei der Anfangspunkt für den öffnungsvorgang für jede vorhandene Werkstückgröße von dieser selbst bestimmt ist.
    2. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e nn z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung als numerische Steuereinrichtung mit einem Mikroprozessor aus gebildet, ist die über eine Anpaßsteuerung mit der Steuereinrichtung der Drehmaschine in Verbindung steht.
    3. Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Steuerung der Ladeeinrichtung ein für die Schlittensteuerung einer NC-Achse der Werkzeugmaschine vorgesehener und während des Ladevor ganges nicht für die Schlittensteuerung benötigter Mikroprozessor mit dem dazugehörigen Steuerkreis dient, der für die Steuerung der Ladeeinrichtung (4) von der Achssteuerung der CNC-Maschine auf die Ladeeinrichtung umschaltbar ist.
    4. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Greiferfutter (31) einen großen Spannbereich der Backen (32) aufweist, die durch einen Hydromotor (33) verstellbar sind, dessen über einen Magneteschieber (34) zugeführte ölmenge durch ein Zeitglied der Programmspeichersteuerung überwacht ist, die beim Spannvorgang die ölzufuhr unterbricht, wenn diese Zeit für den Spannvorgang um einen vorbestimmten Betrag größer als die Zeit für den Öffnungsvorgang ist.
    5. Ladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit Zu- und Abführungsschienen für die Rohteile und die bearbeiteten Teile und ggf. einer Wendevorrichtung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß bei einem Wechsel von einer Werkstücksgröße auf eine andere nur die neue Axialstellung des Greiferträgers (18) bezogen auf das Spannfutter der Arbeitsspindel der Programmspeichersteuerung eingebbar ist, während die Neueinstellung der Zu- und Abführungsschienen (6, 7) und bei Vorhandensein der Wendestation (5) diese von Hand, vorzugsweise über einen Spindeltrieb, durchführbar ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1981-04-16| AK| Designated states|Designated state(s): JP SU US |
    1981-04-16| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT CH FR GB LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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