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Das Kugelschrittschaltwerk stelle bis zu dessen Ablösung durch NC bzw CNC Komponenten und neben der Lochstreifenprogrammierung für Werkzeugmaschinen ein flexible Lösung für wiederkehrende Fertigungsaufgaben ( Massenproduktion ) dar.
Funktionsbeschreibung
Auf einer Walze wurden mit einfachen Stahlkugel binäre Informationen ( ähnlich eines Lochstreifens ) flexibel gesetzt. Je nach Walzendurchmesser und Breite konnten mit solchen Schaltwerken durch aus Komplexe Werkstücke programmiert werden. Der Walzendurchmesser bestimmte wieviele Arbeitsschritte nacheinander, bis zur Wiederholung / Neustart des Programmes durchgeführt werden konnten. Die Walzenbreite und damit die Anzahl der Gassen bestimmte welche bzw. wieviele Funktionen programmiert werden konnten. Da es verschiedene Trommelgrößen und Breiten gab, waren meist nur Trommeln mit gleicher Breite an einem Maschinentyp einsetzbar. In den Gassen selber konnten Funktionen wie Getriebestufe, Drehzahl ( Binär Codiert ), Drehrichtung, Futter öffnen und schliessen, sowie Wegbefehle der einzelnen Achsen, oder auch Werkzeugwechsel programmiert werden. Ebenso Standen die Funktionen " Schritt Weiter" oder "Warte auf Benutzereingabe" = Programmstart zur Verfügung. Da die maximal Mögliche Schrittanzahl durch den Walzendurchmesser definiert wurde konnte man auf grossen Walzen auch mehrere Prgrammdurchläufe programmieren, ohne jeweils durch Leerschritte / -takte zum Programmstart zurückzukehren zu müssen. Die Wegbedingungen "Programmpunkt erreicht" sind zum größten Teil durch Flexible Anschläge mit überwachten Endpunktsensoren realisiert worden. So führte das Auslösen den Anschlages am Sensor automatisch zum Weiterschalten und damit zum nächsten Programmschritt. Zur Erkennbarkeit des aktuellen Programmschrittes war auf der Walze umlaufend, durch ein Sichtfenster erkennbar bei welchem Programmschritt sich die Maschine aktuell befand. Als Programmiergerät diente, nachdem man die abdeckende Codierblende entfernt hatte, eine Gerät, welches ähnlichkeiten mit einem Kugelschreiber hatte. Presste man dieses Programmierwerkzeug in eine Gasse wurde die darin befindliche Kugel aufgenommen, und somit die Programminformation gelöscht. Führte man den selben Vorgang jedoch mit Betätigung des Drückers durch, wurde eine Kugel in die Gasse gesetzt. Im oberen Mittelteil dies Gerätes befand sich ein Vorratbehälter für diese Stahlkugel. Nachdem man die Codierblende , welche die Informationen welche Gasse welche Funktion beinhaltete wieder aufgeschraubt hatte, war das Programm fertig und gesichert. So konnten von alleine auch beim Transport keine Kugel verrutschen oder verloren gehen. Auf der Hinterseite der Walze eine Art Interface, welche über Federn und Stifte die Informationen der Walze selber auf Nockenschalter der Maschine übertragen hat.
So war es zB. auf einer 32 Schrittwalze durchaus möglich mit bis zu 8 Werkzeugen nacheinander durchaus Komplexe Werkstücke zu programmieren.
Quellen
CNC Maschinen, und deren Entwicklung http://www.b-pahl.de/bastel/cncfraese/kugel.html
IndustrieMuseum Chemnitz http://www.saechsisches-industriemuseum.de/_html/infothek/foerderverein/arbeitsgruppen/werkzeugmaschinen_2.htm