Elektrische Programmsteuereinrichtung für wenigstens eine Kopiermaschine Es ist bei Kopiermaschinen bekannt, die Steuer vorgänge mit verschiedenen Programmbändern, z. B. Lochband-, Tonband- oder Lichtbandstreifen, durch zuführen. Durch das jeweils ablaufende oder abge tastete Programmband werden Steuerimpulse ausge löst, die über Verstärkereinrichtungen Schaltelemente, z. B. Magnetkupplungen, betätigen, mit deren Hilfe Transportspindeln für die einzelnen Schlittenantriebe ein- oder abgeschaltet werden oder deren Drehsinn umgekehrt wird. Bekannte Ausführungen dieser Art haben den Nachteil, dass sehr grosse Massen beschleu nigt werden müssen, z.
B. sehr grosse Magnetkupp lungen, um die schweren Schlitten der Werkzeug maschinen entsprechend zu verstellen. Bei der Be schleunigung und Abbremsung grosser Massen ist in folge des An- und Auslaufens der Spindelmutter auf den Transportspindeln die richtige Positionierung er schwert, in manchen Fällen vielleicht sogar unmög lich, so dass ungenaue Kopiervorgänge entstehen können. Bei bekannten Ausführungen von Band steuerungen, soweit es sich nicht um Ton- oder Lichtbandsteuerungen handelt, ist auch der elektri sche Schaltvorgang an den Kontaktstellen ungünstig belastet, weil mit einer Spannung und einer Strom stärke gearbeitet werden muss, die auch bei Ver schmutzungen noch eine Kontaktgabe und damit die Schaltung sicherstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Programmsteuereinrichtung zu schaffen, die die vor stehend genannten Nachteile nicht aufweist und an stelle der unmittelbaren Steuerung der Antriebe der schweren Arbeitsschlitten lediglich verhältnismässig kleine Stellglieder für die Nachfolgesteuerung zu beeinflussen, wofür kleine elektrische Schalt- und Steuerungseinrichtungen, Kupplungen, Wendemotoren oder Hydraulikmotoren, hydraulisch betätigte Kolben usw. ausreichend sind.
Gelöst wird die Aufgabe gemäss der Erfindung dadurch, dass bei dieser Steuerung als Sollwertgeber entweder ein durch ein Programmband betätigter, an eine Stromquelle angeschlossener Bandschalter vorgesehen ist oder von einer ein Modell abtastenden Muttermaschine an jedem Schlitten der Mutterma schine ein aus einer von der Schlittenbewegung ange triebenen Welle mit an ihr befestigtem, in einem fest stehenden Kontaktring drehbar angeordnetem und an eine Stromquelle angeschlossenem Kontaktsegment bestehender Walzenschalter angeordnet ist, und dass die vom Bandschalter oder Walzenschalter ausge henden Stromimpulse über einen elektrisch mit ihm verbundenen,
feststehenden Kontaktring und einem darin drehbar angeordneten Kontaktsegment einem elektrischen Steuergerät zum Schalten eines Wende antriebes zugeführt werden, der ein Stellglied für den entsprechenden Schlittenantrieb der zu steuernden Maschine betätigt.
Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der Beschreibung einiger bevorzugter, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zei gen: Fig. 1 in vereinfachter Darstellung eine Seiten ansicht einer Nachform-Fräsmaschine mit einer Ein richtung zur Bandsteuerung, Fig.2 in grösserem Massstab und teilweise im Schnitt Einzelteile der Bandsteuerung im funktionellen Zusammenhang, Fig. 3a eine Stirnansicht und Fig. 3b einen Längs schnitt eines Bandschalters,
Fig. 4 einen Kontaktring mit Kontaktsegment im vergrösserten Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2, Fig.5 eine Draufsicht auf ein Werkstück mit halbkreisförmiger Ausfräsung, Fig.6 eine Draufsicht auf ein Programmband, Fig. 7 eine von einem Programmband gesteuerte Maschinengruppe, Fig. 8 eine Steuerung mehrerer Tochtermaschinen mit Hilfe der Einrichtung und einer ein Modell ab tastenden Muttermaschine, und Fig. 9 einen Querschnitt durch eine Variante eines Walzenschalters der Muttermaschine nach Fig.8. Die gezeigte Einrichtung arbeitet im Prinzip in der Weise, dass bei Kontaktgabe durch den Bandschalter bzw.
Walzenschalter über einen Kontaktring und ein Kontaktsegment bzw. einen Abnehmer zum Steuer gerät, das als elektronisches Steuergerät mit zwei Elektronenröhren ausgebildet ist, eine der Elektronen röhren den Wendeantrieb, vorzugsweise ein elektro magnetisches Wendegetriebe und damit eine von ihm angetriebene Welle und das auf ihr angeordnete Kon taktsegment auf z. B. Rechtslauf schaltet, während bei Kontaktunterbrechung am Bandschalter bzw.
Walzenschalter oder zwischen Kontaktring und Kon taktsegment über die zweite Elektronenröhre der Wendeantrieb und die Welle mit Kontaktsegment auf Linkslauf umgeschaltet werden und dadurch das Be tätigungsorgan für das Stellglied des Schlittenantriebes, das von der genannten Welle in Längsrichtung der Welle nach beiden Seiten verschiebbar ist, mit Bezug auf das Stellglied Schaltbewegungen ausführt, und zwar so lange, bis sich zwischen einem vom Band schalter bzw. Walzenschalter unter Strom gesetzten Kontakt des Kontaktringes und dem Kontaktsegment praktisch ein oszillierender Beharrungszustand ein spielt.
Bei Schliessung eines neuen Kontaktes im Bandschalter bzw. Walzenschalter wird das Kontakt segment im Kontaktring vom Wendeantrieb her wie der so lange gedreht, bis das angeführte Oszillieren wieder eintritt. Bei dieser Verdrehung des Kontakt segmentes wird das Betätigungsorgan der Steuerein richtung für den Schlittenantrieb wieder verstellt und damit die erforderliche Schlittenbewegung ausgelöst. Je mehr Kontaktstellen das Programmband und ent sprechend der Bandschalter bzw. Walzenschalter und der Kontaktring aufweisen, desto feinstufiger .sind die über das Betätigungsorgan ausgelösten Verstellvor gänge, und die abschnittsweisen Schlittenverschie bungen der Folgesteuerung kommen einem konti nuierlichen Verstellvorgang sehr nahe.
Die Erfindung sei nun anhand der Fig. 1 beispiels weise in Anwendung bei einer üblichen Raumform- Kopierfräsmaschine näher beschrieben, deren Längs schlitten 1 senkrecht zur Zeichnungsebene von vorn nach hinten, deren Querschlitten 2 von links nach rechts und deren Werkzeugschlitten 3 von oben nach unten und umgekehrt bewegbar sind. Jeder Schlitten ist zu diesem Zweck mit einem bekannten Antrieb, z. B. einem in Fig. 2 schematisch angedeuteten Hy draulikantrieb 4, ausgerüstet, der mit Hilfe einer Ein richtung bei dem Beispiel nach Fig. 1 bis 6 von Band automatisch gesteuert wird. Der Einfachheit halber ist diese Einrichtung nur für den Querschlitten 2 ein- gezeichnet.
Die Steuereinrichtungen für die Schlitten 1 und 3 entsprechen im Aufbau und in der Wirkung genau der dargestellten und nachfolgend beschrie benen Ausführung.
Sollwertgeber der Steuereinrichtung ist ein Band schalter 5 (Fig. 1 und 3), der beim Durchlaufen eines entsprechend hergerichteten Programmbandes 6 elek trische Kontakte öffnet und schliesst, von denen jeder über eine Leitung 25 mit einem Kontakt eines Kon taktringes 8 in elektrischer Verbindung steht. Mit Hilfe eines mit einer Welle 9 in dem Kontaktring drehbaren Kontaktsegmentes 10 und eines Schleif ringes 11 besteht über einem Stromabnehmer 12 und einer Leitung 13 eine elektrische Verbindung zu einem Steuergerät 14, das einen Wendeantrieb 15 für die Welle 9 schaltet. Je nachdem wie der Wendeantrieb anspricht, erhält die Welle 9 eine Links- oder Rechts drehung.
Durch diese Drehungen wird von der Welle 9 ein Betätigungsorgan 16 verstellt, das ein weiteres Betätigungsorgan 17 eines Stellgliedes 18 für den Hydraulikantrieb 4 (Fig. 2) des Schlittens 2 betätigt.
Ein Teilstück eines zum Ausfräsen einer z. B. waagrecht liegenden Halbkreiskontur 19 nach Fig. 5 aus einem Werkstück 20 benötigten Programmbandes 6 ist in grösserem Massstab in Fig. 6 dargestellt. Da zum Ausfräsen der Halbkreiskontur die Bewegungen zweier Schlitten (Längsschlitten 1 und Querschlitten 2) erforderlich sind, ist das Programmband in Längs richtung, wie durch die strichpunktierte Linie ange deutet, in zwei Längsabschnitte<I>a</I> und<I>b</I> unterteilt. Der eine Abschnitt dient der Steuerung des einen und der andere Abschnitt der Steuerung des zweiten Schlittens über jeweils getrennte Steuereinrichtungen. Ist noch die Steuerung des dritten Schlittens erforder lich, so ist das Programmband mit einem entspre chenden dritten Abschnitt zu versehen.
Das Pro grammband besitzt Kontaktbetätigungsstellen 21, die entsprechend der Ablaufrichtung des Programm bandes die Kontur der auszufräsenden Form ergeben. Diese Kontaktbetätigungsstellen, die als Vertiefungen, Durchbrechungen oder Erhebungen ausgebildet sein können, heben oder senken einen der Kontaktfinger 23 (Fig. 3b) im Bandschalter 5, was gleichbedeutend ist mit einem Öffnen oder Schliessen eines entspre chenden Kontaktes 26 im Bandschalter. Die Kontakt betätigungsstellen können auch durch Kontaktplätt chen, die z. B. durch ein Druckverfahren oder durch Prägen usw. auf das Programmband aufgebracht werden, ersetzt werden und selber als Schalter wir ken.
Je mehr Kontaktstellen vorhanden sind und je dichter diese in ihrem zeitlichen Ablauf zueinander liegen, desto feinstufiger sind die Verstellvorgänge an den Schlitten, so dass deren abschnittweise Ver schiebungen einem kontinuierlichen Verstellvorgang sehr nahe kommen.
Der Bandschalter 5 (Fig. <I>3a, b),</I> der das von einem Motor 22 (Fig.l) angetriebene Programmband 6 abtastet und der mit einer Leitung 7 an einer Strom quelle angeschlossen ist, ist mit einer der Anzahl der Kontaktstellen 21 entsprechenden Anzahl Kontakt- finger 23 ausgerüstet, die an einer Halterung 24 ge lagert sind. Jeder Kontaktfinger ist über eine Leitung 25 mit einem korrespondierenden Kontakt 27 des Kontaktringes 8 verbunden.
Der Kontaktring 8 (Fig. 4) ist z. B. auf -einer auf dem jeweiligen Schlitten angeordneten, festen Konsole 28 angeordnet. In dem Kontaktring ist auf der Welle 9 und mit dieser umlaufend eine Scheibe 29 gelagert, auf der isoliert das Kontaktsegment 10 befestigt ist. Dieses steht über eine Leitung 30 in leitender Ver bindung mit dem ebenfalls auf der Welle 9 isoliert an geordneten Schleifring 11. Die Welle 9 ist drehbar auf der Konsole 28 gelagert.
Das Steuergerät 14 (Fig. 1 und 2), das mit dem Schleifring 11 über den Stromabnehmer 12, z. B. eine Kohlebürste, und der Leitung 13 in elektrisch lei tender Verbindung steht, ist beim Ausführungsbeispiel ein elektronisch arbeitendes Steuergerät mit den bei den Elektronenröhren 31 und 32. Von diesem elek tronischen Steuergerät wird der Wendeantrieb 15 für die Welle 9 geschaltet. Dieser Wendeantrieb kann aus einer kleinen elektromagnetischen Wendekupplung oder einem kleinen Wendemotor bestehen oder elek tromagnetische Umsteuerventile für eine entspre chende hydraulische Wendeeinrichtung aufweisen.
Zweckmässig ist der Wendeantrieb als elektromagne tisches Wendegetriebe ausgebildet, das nach Fig. 2 in bekannter Weise aus zwei lose auf der Welle 9 um laufenden von einem Elektromotor 33 über ein Kegel rad 34 angetriebenen Kegelrädern 35, 36 besteht, in denen zwei Magnetspulen 37, 38 angeordnet sind. Zwischen den Kegelrädern 35, 36 ist auf der Welle 9 undrehbar, aber verschiebbar eine Mitnehmerscheibe 39 angeordnet, die, je nachdem welche Magnetspule von dem elektronischen Steuergerät 14 über die Lei tungen 40, 41 unter Spannung gesetzt wird, entweder die Umdrehung des Kegelrades 35 oder 36 auf die Welle 9 als Links- oder Rechtsdrehung überträgt.
Der Wendeantrieb 15 wird im Sinne der soge nannten Schwarz/Weiss-Schaltung durch das elektro nische Steuergerät 14 geschaltet, das heisst, wird zum Beispiel vom Bandschalter 5 ein Stromimpuls über einen Kontakt 27 des Kontaktringes 8, Kontakt segment 10, Schleifring 11, Stromabnehmer 12 und Leitung 13 zur Elektronenröhre 31 gegeben, so spricht diese an und setzt die Magnetspule 38 unter Strom.
Die Welle 9 möge dadurch rechtsdrehend angetrieben werden. Berührt der Kontakt 27 des Kontaktringes 8 jedoch nicht das Kontaktsegment 10 oder erfolgt vom Bandschalter 5 kein Stromimpuls, weil der Kontakt 26 geöffnet ist, so schaltet die Elek tronenröhre 32 im elektronischen Steuergerät 14, die Magnetspule 37 kommt unter Strom und die Welle 9 wird linksdrehend angetrieben.
Die Welle 9 ist auf einem Teil mit einem Gewinde 42 versehen, welches das als Anschlag ausgebildete Betätigungsorgan 16 verstellt. Durch einen in einer Führung 43 der Konsole 28 gleitenden Ansatz 44 ist das Betätigungsorgan 16 gegen Verdrehung gesichert. Das Betätigungsorgan verstellt durch seine .Bewe gung über ein weiteres Betätigungsorgan 17 das Stell glied 18 für den Hydraulikantrieb 4 des betreffenden Schlittens. Das Stellglied besteht bei dem Ausfüh rungsbeispiel aus einem Steuerkolben 45 in einem am Schlitten 2 bzw. einem Arbeitszylinder 52 angeord neten Zylindergehäuse 46. Von einer nicht darge stellten Druckquelle gelangt ein Druckmittel, z.
B Hydrauliköl, über die Leitung 47 zum Zylinderge- häuse 46 und von dort je nach Stellung des Steuer kolbens 45 über die Leitung 48 in die linke Kammer 49 bzw. über die Leitung 50 in die rechte Kammer 51 des in bekannter Weise im oder am Schlitten ange ordneten Arbeitszylinders 52 mit Arbeitskolben 53. Eine dritte Leitung 54 führt zur Druckquelle zurück. Der Arbeitskolben 53 ist gegenüber dem Schlitten und damit dem Arbeitszylinder 52 feststehend angeordnet.
Das Betätigungsorgan 16 kann unmittelbar gegen den Steuerkolben 45 anliegen. Es kann aber auch, wie die Fig. 2 zeigt, zwischen Steuerkolben und Be tätigungsorgan ein weiteres, beispielsweise als Schwenkhebel ausgebildetes Betätigungsorgan 17 an geordnet sein. Ein auf den Steuerkolben einwirkendes Federelement, z. B. eine Druckfeder 55, ist bestrebt, den Steuerkolben stets nach links zu drücken. Die linke Endstellung kann durch eine auf das Betäti gungsorgan 17 wirkende Regelschraube 56 eingestellt werden.
Zur Erklärung der Wirkungsweise von Kontakt ring 8 und Kontaktsegment 10 sei mit Bezug auf Fig. 4 angenommen, dass ein Kontaktfinger 23 des Bandschalters 5 (Fig.3b) auf einer Kontaktbetäti gungsstelle 21 des Bandes 6 steht. Damit sei der Kon takt 26 geschlossen und der Strom fliesse von der Lei tung 7 über Kontakt 26 und Leitung 25 zum Kontakt 27 des Kontaktringes B. Da der Kontakt 27 wie dar gestellt das Kontaktsegment 10 nicht berührt, also kein Stromzufluss zum elektronischen Steuergerät vor handen ist, schaltet dieses, wie bereits erläutert, den Wendeantrieb 15 so, dass eine Linksdrehung der Welle 9 und des Kontaktsegmentes 10 eingeleitet wird (Pfeilrichtung in Fig. 4).
Dadurch kommt das Kon taktsegment 10 in Berührung mit dem Kontakt 27, und der vom Bandschalter kommende Strom fliesst sofort zum elektronischen Steuergerät, das nun den Wendeantrieb 15 umschaltet, so dass auf die Welle 9 eine Rechtsdrehung eingeleitet wird. Hierdurch wird die Berührung zwischen Kontakt 27 und Kontakt segment 10 wieder aufgehoben, die Stromzufuhr zum elektronischen Steuergerät also wieder unterbrochen, und die Welle 9 wird wieder auf Linksdrehung ge schaltet, so dass der vorgeschilderte Vorgang wieder einsetzt. Es entsteht also ein ständiges Oszillieren zwi schen dem Kontakt 27 und dem Kontaktsegment 10. Dieses bedingt praktisch einen Stillstand des Betäti gungsorgans 16 auf der Welle 9.
Der Steuerkolben 45 des Stellgliedes 18 möge dabei, wie in Fig. 2 dar gestellt, in Neutralstellung stehen. Der Hydraulikan- trieb 4 wird von keiner Seite beaufschlagt und der Schlitten steht still. Gibt jetzt durch den Weiterlauf des Programm bandes 6 ein anderer Kontaktfinger 23 des Band schalters z.
B. auf den Kontakt 27a des Kontaktringes 8 Strom, wobei der vorhergenannte Kontaktfinger stromlos wird, so setzt sofort, da eine Berührung zwi schen Kontakt 27a und Kontaktsegment 10 vor handen ist, eine Rechtsdrehung der Welle 9 ein, und zwar so lange, bis sich wieder das ständige Oszillieren, jetzt aber zwischen Kontakt 27a und Kontaktsegment 10, einspielt. Durch die Rechtsdrehung der Welle 9 wird das Betätigungsorgan 16 in Fig. 2 nach rechts verschoben und verstellt dabei den Steuerkolben 45 entgegen der Wirkung der Druckfeder 55 nach rechts, so dass der rechte Zweig der Leitung 47 freigegeben wird.
Das Druckmittel strömt durch die Leitung 50 in die rechte Zylinderkammer 51 und verschiebt, da der Arbeitszylinder 52 fest mit dem Querschlitten 2 verbunden und der Arbeitskolben feststehend ange ordnet ist, den Querschlitten 2 nach rechts, so dass das Werkzeug 57 im Werkstück 20 neues Material erfasst und ausfräst. Die Verschiebung des Querschlit tens erfolgt so lange, bis das Betätigungsorgan 16 in folge des schnellen Wechsels der Drehrichtung der Welle 9 beim Oszillieren zwischen Kontakt 27a und Kontaktsegment 10 wieder praktisch stillsteht und da durch im Stellglied 18 durch Zurückgehen des Steuer kolbens 45 in seine Neutralstellung eine hydraulische Balance hergestellt ist.
Das Kontaktsegment 10 besitzt zweckmässig eine Ausdehnung von etwa 180 , um sowohl bei grossen, als auch kleinen Kontaktstellenabständen vom Band schalter aus die Nachfolgesteuerung sicher zu gewähr leisten.
Aus dem Beispiel des Programmbandes gemäss Fig. 6 ist zu entnehmen, dass die Kontaktbetätigungs stellen 21 so angeordnet sind, dass eine teilweise Überdeckung in Ablaufrichtung des Programmbandes gegeben ist. Durch diese Überdeckung der nebenein anderliegenden Kontaktbetätigungsstellen wird sicher gestellt, dass der elektrische Schritt am Kontaktring 8 mit Bestimmtheit eingehalten wird. Der beschriebene Schwarz/Weiss-Schaltvorgang der elektronischen Steue rung kann nicht verlorengehen, weil der Kontakt im Bandschalter 5 schon auf die nächste Kontaktbetäti gungsstelle weitergegeben wird, ehe der bisherige Kontakt beim Ablauf des Programmbandes aufge hoben wird.
Durch entsprechende Anordnung der Kontaktbetätigungsstellen auf dem Programmband für die Schlittenbewegungen. können diese so gesteuert werden, dass wahlweise einer der drei Schlitten oder zwei oder alle drei Schlitten bewegt werden. Es kann somit jede beliebige Form aus dem Werkstück voll kommen automatisch nach dem Programmband ko piert werden.
Mit der bisher beschriebenen Einrichtung ist es nicht-nur möglich, eine Kopiermaschine zu steuern, sondern es kann auch eine grössere Anzahl Maschinen, die sogar räumlich getrennt voneinander stehen kön nen, den gleichen Kopiervorgang ausführen. Fig.7 zeigt eine derartige Anordnung. Hierbei werden von einem einzigen Bandschalter 5 mehrere Maschinen und/oder an jeder Maschine mehrere Schlittenantriebe von zum Beispiel im Raumkoordinatensystem oder entsprechend nach einem anderen System angeordnete Schlitten in gleicher oder entgegengesetzter Folge ge steuert. Die einzelnen Programme können dazu zweckmässig auf einem einzigen Programmband in Ablaufrichtung nebeneinanderliegend aufgetragen werden.
Werden bei den Maschinen die Wellen 9 der einzelnen Schlitten mit rechts- oder linksgängigem Gewinde versehen, oder eine elektrische Umschaltung zum Beispiel im Bandschalter 5 vorgenommen, so können mit dem gleichen Programmband beliebig Ebenbild und/oder Spiegelbild hergestellt werden. Werden die Wellen 9 mit Gewinden verschiedener Steigung versehen, dann können Vergrösserungen oder Verkleinerungen erreicht werden.
Wird der Bandschalter 5 durch einen Walzen schalter 5' ersetzt, welcher im Aufbau der vorbe schriebenen, aus dem Kontaktring 8 und darin um laufendem Kontaktsegment 10 bestehenden Einrich tung entspricht, so gestattet die Erfindung, eine oder mehrere Tochtermaschinen nach einer ein Modell abtastenden Muttermaschine zu steuern. Jeder Schlit ten der Muttermaschine wird hierzu mit einem von der Bewegung des Schlittens in Umdrehung ver setzten Abtriebsorgan ausgerüstet, von dem das an einer Stromquelle angeschlossene Kontaktsegment des Walzenschalters gedreht wird.
Der über den Kontakt ring des Walzenschalters ausgehende Stromimpuls wird an den Kontaktring der Tochtermaschine oder -maschinen zur Auslösung der Programmsteuerein- richtung abgegeben.
Fig. 8 und 9 zeigen eine derartige Anordnung, bei welcher mit nur einem Kopiermodell gleichzeitig an mehreren Maschinen kopiert werden kann, wobei eine Freizügigkeit über den Aufstellungsort der Tochter maschinen besteht. Eine normale Kopierfräsmaschine 58, mit der als Muttermaschine das Modell 59 abge tastet wird, erhält für jeden Schlitten 1, 2 und 3 ein von der Schlittenbewegung angetriebenes Abtriebs organ, zum Beispiel eine Scheibe oder ein Rad 60, das entweder durch Eingriff in eine am Schlitten ange ordnete Zahnstange 61 oder durch ein Schleppband von Schlitten mitbewegt wird.
Seine Drehbewegungen werden auf eine Welle 9', (Fig.9) gegebenenfalls mittels eines Zwischengetriebes 62, das aus Zahnrad 63, Welle 64 und Zahnrädern 65, 66 bestehen kann, übertragen. Diese Welle 9' trägt, wie die vorbeschrie- bene Welle 9 (Fig. 1 und 4), einen Schleifring 11' und eine Scheibe 29' mit Kontaktsegment 10'. Das Kon taktsegment dient in diesem Falle als Kontaktgeber und hat, um sicherzustellen, dass der elektrische Schritt am Kontaktring 8 mit Bestimmtheit eingehalten wird, eine Länge, die etwas grösser ist als der Abstand zwi schen zwei benachbarten Kontakten 27' auf einem Kontaktring 8', in dem sich die Scheibe 29' dreht.
Von den Kontakten 27' kommt der über die Leitung 7 an dem Schleifring 11' angelegte elektrische Strom über je eine Leitung 25 zu dem jeweils entsprechenden Kontakt 27 des Kontaktringes 8 der Tochterma schinen 67, 68, 69 usw., wodurch der mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebene Zustand erreicht ist. Der Kontaktring 8' mit Kontaktsegment 10' über nimmt bei dieser abgewandelten Anordnung die Funktion des Bandschalters 5.
Durch die jeweilige Kontaktgabe oder Kontaktunterbrechung zwischen Kontaktsegment 10' und den Kontakten 27' am Kon taktring 8' wird der vorbeschriebene Schwarz-Weiss- Schaltvorgang des elektronischen Steuergerätes 14 für die Tochtermaschinen ausgelöst und werden diese Maschinen so gesteuert, dass ihre Schlitten einen gleich- oder entgegengesetzten und gleich grossen Weg wie die Schlitten der Muttermaschine ausführen.
Electrical program control device for at least one copying machine It is known in copying machines, the control operations with different program tapes, for. B. perforated tape, tape or light tape strips through. By each expiring or abge scanned program tape control pulses are released, the switching elements via amplifier devices, eg. B. magnetic clutches, with the help of which transport spindles for the individual slide drives are switched on or off or the direction of rotation is reversed. Known designs of this type have the disadvantage that very large masses must be accelerated, z.
B. very large Magnetkupp lungs to adjust the heavy slide of the machine tools accordingly. When accelerating and decelerating large masses, correct positioning is difficult, in some cases perhaps even impossible, as a result of the spindle nut running up and down on the transport spindles, so that inaccurate copying processes can occur. In known versions of tape controls, unless it is sound or light tape controls, the electrical cal switching process at the contact points is burdened unfavorably because you have to work with a voltage and a current strength that still makes contact with Ver dirt and thus ensures the circuit.
The object of the invention is to create an electrical program control device that does not have the disadvantages mentioned above and instead of directly controlling the drives of the heavy work slides to influence only relatively small actuators for the follow-up control, for which small electrical switching and control devices, clutches , Turning motors or hydraulic motors, hydraulically operated pistons, etc. are sufficient.
The object is achieved according to the invention in that, in this control, either a tape switch actuated by a program tape and connected to a power source is provided as a setpoint generator or a mother machine scanning a model on each slide of the mother machine is driven from a slide movement Shaft is arranged with an existing roller switch attached to it, rotatably arranged in a stationary contact ring and connected to a power source, and that the current pulses emanating from the tape switch or roller switch via an electrically connected to it,
fixed contact ring and a contact segment rotatably arranged therein are fed to an electrical control device for switching a turning drive, which actuates an actuator for the corresponding slide drive of the machine to be controlled.
Details of the subject matter of the invention emerge from the description of some preferred exemplary embodiments shown in the drawing. It shows: Fig. 1 is a simplified representation of a side view of a post-forming milling machine with a device for belt control, Fig. 2 on a larger scale and partially in section, individual parts of the belt control in a functional context, Fig. 3a is a front view and Fig. 3b a longitudinal section of a tape switch,
4 shows a contact ring with contact segment in an enlarged section along the line IV-IV of FIG. 2, FIG. 5 shows a plan view of a workpiece with a semicircular cutout, FIG. 6 shows a plan view of a program tape, FIG. 7 shows a program tape controlled by a program tape Machine group, FIG. 8 a control of several daughter machines with the aid of the device and a parent machine scanning a model, and FIG. 9 shows a cross section through a variant of a roller switch of the parent machine according to FIG. 8. The device shown works in principle in such a way that when contact is made by the tape switch or
Roller switch via a contact ring and a contact segment or a pickup for the control device, which is designed as an electronic control unit with two electron tubes, one of the electrons tubes the reversing drive, preferably an electro-magnetic reversing gear and thus a shaft driven by it and the cone arranged on it clock segment on z. B. clockwise rotation switches, while in the event of contact interruption at the belt switch or
Roller switch or between the contact ring and con tact segment via the second electron tube of the reversing drive and the shaft with the contact segment can be switched to left-hand rotation and thereby the actuating element for the actuator of the slide drive, which can be moved from said shaft in the longitudinal direction of the shaft to both sides, with reference executes switching movements on the actuator, until between a switch from the tape or roller switch energized contact of the contact ring and the contact segment practically an oscillating steady state plays.
When a new contact is made in the tape switch or roller switch, the contact segment in the contact ring is rotated by the reversing drive like the one until the above-mentioned oscillation occurs again. With this rotation of the contact segment, the actuator of the Steuerein direction for the slide drive is adjusted again and thus triggered the required slide movement. The more contact points the program band and, accordingly, the band switch or roller switch and the contact ring, the more finely graduated the adjustment processes are triggered by the actuating element, and the section-wise slide displacements of the sequence control come very close to a continuous adjustment process.
The invention will now be described in more detail with reference to Fig. 1, for example, in application to a conventional three-dimensional copy milling machine, the longitudinal slide 1 perpendicular to the plane of the drawing from front to back, the cross slide 2 from left to right and the tool slide 3 from top to bottom and are reversely movable. For this purpose, each slide is provided with a known drive, e.g. B. one in Fig. 2 schematically indicated Hy draulic drive 4, which is automatically controlled with the help of a device in the example of FIGS. 1 to 6 of tape. For the sake of simplicity, this device is shown only for the cross slide 2.
The control devices for the carriages 1 and 3 correspond in structure and effect exactly to the embodiment shown and described below.
Setpoint generator of the control device is a band switch 5 (Fig. 1 and 3), which opens and closes 6 electrical contacts when passing through a correspondingly prepared program band, each of which is in electrical connection via a line 25 with a contact of a Kon contact ring 8. With the help of a contact segment 10 rotatable with a shaft 9 in the contact ring and a slip ring 11, there is an electrical connection to a control unit 14 via a current collector 12 and a line 13, which switches a reversing drive 15 for the shaft 9. Depending on how the reversing drive responds, the shaft 9 is rotated left or right.
As a result of these rotations, an actuating element 16 is adjusted by the shaft 9, which actuates a further actuating element 17 of an actuator 18 for the hydraulic drive 4 (FIG. 2) of the slide 2.
A section of a for milling out a z. B. horizontally lying semicircular contour 19 according to FIG. 5 from a workpiece 20 required program tape 6 is shown on a larger scale in FIG. Since the movements of two slides (longitudinal slide 1 and cross slide 2) are required for milling out the semicircular contour, the program tape is in the longitudinal direction, as indicated by the dash-dotted line, in two longitudinal sections <I> a </I> and <I> b </I> divided. One section is used to control the one and the other section is used to control the second slide via separate control devices. If the control of the third slide is still required, the program tape must be provided with a corresponding third section.
The program tape has contact actuation points 21, which give the contour of the shape to be milled according to the direction of the program tape. This contact actuation points, which can be designed as depressions, perforations or elevations, raise or lower one of the contact fingers 23 (Fig. 3b) in the tape switch 5, which is equivalent to opening or closing a corre sponding contact 26 in the tape switch. The contact actuation points can also chen through Kontaktplätt, the z. B. be applied to the program tape by a printing process or by embossing, etc., are replaced and we ken ourselves as a switch.
The more contact points there are and the closer they are to one another in their temporal sequence, the more finely the adjustment processes on the slides are, so that their shifts in sections come very close to a continuous adjustment process.
The tape switch 5 (Fig. <I> 3a, b), </I> which scans the program tape 6 driven by a motor 22 (Fig.l) and which is connected to a power source with a line 7, is connected to one of the Equipped with the number of contact points 21 corresponding to the number of contact fingers 23 which are mounted on a holder 24. Each contact finger is connected to a corresponding contact 27 of the contact ring 8 via a line 25.
The contact ring 8 (Fig. 4) is z. B. on a fixed console 28 arranged on the respective carriage. In the contact ring, a disk 29 is mounted on the shaft 9 and running around it, on which the contact segment 10 is secured in an isolated manner. This is in a conductive connection via a line 30 with the slip ring 11, also isolated on the shaft 9. The shaft 9 is rotatably mounted on the console 28.
The control unit 14 (Fig. 1 and 2), which is connected to the slip ring 11 via the current collector 12, for. B. a carbon brush, and the line 13 is in electrical lei tender connection, is in the embodiment, an electronically operating control device with the electron tubes 31 and 32. From this electronic control device, the reversing drive 15 for the shaft 9 is switched. This reversing drive can consist of a small electromagnetic reversing clutch or a small reversing motor or have elec tromagnetic reversing valves for a corresponding hydraulic reversing device.
The reversing drive is expediently designed as an electromagnetic reversing gear, which, according to FIG. 2, consists in a known manner of two bevel gears 35, 36 driven loosely on the shaft 9 by an electric motor 33 via a bevel gear 34, in which two magnet coils 37, 38 are arranged. Between the bevel gears 35, 36 a drive plate 39 is non-rotatable but displaceable on the shaft 9, which, depending on which magnet coil is energized by the electronic control unit 14 via the lines 40, 41, either the revolution of the bevel gear 35 or 36 transmits to the shaft 9 as a left or right rotation.
The reversing drive 15 is switched in the sense of the so-called black / white circuit by the electronic control unit 14, that is, for example, a current pulse from the tape switch 5 via a contact 27 of the contact ring 8, contact segment 10, slip ring 11, current collector 12 and lead 13 to the electron tube 31, it responds and energizes the magnetic coil 38.
The shaft 9 may thereby be driven clockwise. If the contact 27 of the contact ring 8 does not touch the contact segment 10 or if there is no current pulse from the tape switch 5 because the contact 26 is open, the electron tube 32 switches in the electronic control unit 14, the solenoid 37 is energized and the shaft 9 turns counterclockwise driven.
The shaft 9 is provided on one part with a thread 42 which adjusts the actuating member 16 designed as a stop. The actuating member 16 is secured against rotation by a projection 44 sliding in a guide 43 of the console 28. The actuator adjusted by its .Bewe movement via a further actuator 17, the actuator 18 for the hydraulic drive 4 of the carriage concerned. The actuator consists in the Ausfüh approximately example of a control piston 45 in a on the slide 2 or a working cylinder 52 angeord designated cylinder housing 46. From a pressure source, not shown, a pressure medium such.
B hydraulic oil, via the line 47 to the cylinder housing 46 and from there, depending on the position of the control piston 45, via the line 48 into the left chamber 49 or via the line 50 into the right chamber 51 in a known manner in or on the slide is arranged working cylinder 52 with working piston 53. A third line 54 leads back to the pressure source. The working piston 53 is arranged in a stationary manner with respect to the slide and thus the working cylinder 52.
The actuating member 16 can bear directly against the control piston 45. But it can also, as FIG. 2 shows, between the control piston and loading actuating organ another, for example designed as a pivot lever actuator 17 to be arranged. A spring element acting on the control piston, e.g. B. a compression spring 55 endeavors to always push the control piston to the left. The left end position can be adjusted by a regulating screw 56 acting on the actuator 17.
To explain the operation of the contact ring 8 and contact segment 10, it is assumed with reference to FIG. 4 that a contact finger 23 of the tape switch 5 (FIG. 3b) is on a contact actuation point 21 of the tape 6. So that the contact 26 is closed and the current flows from the Lei device 7 via contact 26 and line 25 to contact 27 of the contact ring B. Since the contact 27 as shown does not touch the contact segment 10, so there is no current flow to the electronic control unit is, this switches, as already explained, the reversing drive 15 so that a left-hand rotation of the shaft 9 and the contact segment 10 is initiated (direction of the arrow in FIG. 4).
As a result, the contact segment 10 comes into contact with the contact 27, and the current coming from the tape switch flows immediately to the electronic control unit, which now switches the reversing drive 15 so that a clockwise rotation is initiated on the shaft 9. As a result, the contact between contact 27 and contact segment 10 is canceled again, so the power supply to the electronic control unit is interrupted again, and the shaft 9 is switched back to counterclockwise rotation, so that the aforementioned process begins again. A constant oscillation thus arises between the contact 27 and the contact segment 10. This practically causes the actuating element 16 on the shaft 9 to come to a standstill.
The control piston 45 of the actuator 18 may be, as shown in Fig. 2 is in the neutral position. The hydraulic drive 4 is not acted upon from any side and the slide stands still. Is now by continuing the program tape 6 another contact finger 23 of the tape switch z.
B. on the contact 27a of the contact ring 8 current, the aforementioned contact finger is de-energized, so immediately, since a contact between rule 27a and contact segment 10 is present, a clockwise rotation of the shaft 9, and so long until Again the constant oscillation, but now between contact 27a and contact segment 10, plays in. As a result of the clockwise rotation of the shaft 9, the actuating member 16 is displaced to the right in FIG. 2 and thereby displaces the control piston 45 to the right against the action of the compression spring 55, so that the right branch of the line 47 is released.
The pressure medium flows through the line 50 into the right cylinder chamber 51 and, since the working cylinder 52 is firmly connected to the cross slide 2 and the working piston is fixedly arranged, the cross slide 2 moves to the right so that the tool 57 in the workpiece 20 detects new material and mill out. The displacement of the cross slide takes place until the actuator 16 comes to a standstill again as a result of the rapid change in the direction of rotation of the shaft 9 when oscillating between contact 27a and contact segment 10 and as a result of the control piston 45 returning to its neutral position in the actuator 18 hydraulic balance is established.
The contact segment 10 expediently has an extension of about 180 in order to ensure the follow-up control reliably to ensure both large and small contact point distances from the strip switch.
From the example of the program tape according to FIG. 6 it can be seen that the contact actuation points 21 are arranged in such a way that there is a partial overlap in the running direction of the program tape. This overlap of the contact actuation points lying next to one another ensures that the electrical step on the contact ring 8 is adhered to with certainty. The described black / white switching operation of the electronic Steue tion cannot be lost because the contact in the tape switch 5 is already passed on to the next Kontaktbetäti supply point before the previous contact is canceled when the program tape expires.
By arranging the contact actuation points accordingly on the program tape for the slide movements. these can be controlled in such a way that either one of the three carriages or two or all three carriages can be moved. Any shape from the workpiece can therefore be copied automatically according to the program tape.
With the device described so far, it is not only possible to control a copying machine, but also a larger number of machines, which can even be spatially separated from one another, can perform the same copying process. 7 shows such an arrangement. Here are from a single tape switch 5 multiple machines and / or on each machine multiple slide drives of, for example, in the spatial coordinate system or according to another system arranged slide controls in the same or opposite sequence ge. For this purpose, the individual programs can expediently be applied to a single program tape lying next to one another in the running direction.
If the shafts 9 of the individual carriages are provided with a right-hand or left-hand thread in the machines, or if an electrical switch is made, for example, in the tape switch 5, any replica and / or mirror image can be produced with the same program tape. If the shafts 9 are provided with threads of different pitch, then enlargements or reductions can be achieved.
If the tape switch 5 is replaced by a roller switch 5 ', which corresponds in the structure of the vorbe written, from the contact ring 8 and in it to running contact segment 10 existing Einrich device, the invention allows one or more daughter machines to a model scanning parent machine Taxes. Each Schlit th of the parent machine is equipped for this purpose with an output member set in rotation by the movement of the carriage, by which the contact segment of the roller switch connected to a power source is rotated.
The current pulse emitted via the contact ring of the roller switch is sent to the contact ring of the daughter machine or machines to trigger the program control device.
8 and 9 show such an arrangement in which copying can be carried out on several machines at the same time with only one copy model, with freedom of movement over the installation site of the daughter machines. A normal copy milling machine 58, with which the model 59 is scanned as the parent machine, receives for each slide 1, 2 and 3 a driven by the slide movement output organ, for example a disc or a wheel 60, which is either by engaging in one on the slide is arranged rack 61 or is moved by a drag belt of carriage.
Its rotary movements are transmitted to a shaft 9 '(FIG. 9), if necessary by means of an intermediate gear 62, which can consist of gear 63, shaft 64 and gear wheels 65, 66. This shaft 9 'carries, like the shaft 9 described above (FIGS. 1 and 4), a slip ring 11' and a disk 29 'with contact segment 10'. In this case, the contact segment serves as a contactor and, in order to ensure that the electrical step on the contact ring 8 is adhered to with certainty, has a length that is slightly greater than the distance between two adjacent contacts 27 'on a contact ring 8', in which the disc 29 'rotates.
From the contacts 27 'the electrical current applied to the slip ring 11' via the line 7 comes via a line 25 to the respective corresponding contact 27 of the contact ring 8 of the daughter machines 67, 68, 69, etc., whereby the with reference to the Fig. 1 and 2 described state is reached. In this modified arrangement, the contact ring 8 'with the contact segment 10' takes on the function of the tape switch 5.
By making or breaking contact between the contact segment 10 'and the contacts 27' on the con tact ring 8 ', the above-described black-and-white switching process of the electronic control unit 14 is triggered for the daughter machines and these machines are controlled so that their carriages have the same or run opposite and the same distance as the slide of the parent machine.