DD157172A1

DD157172A1 - Geber zur drehzahlmessung an spindeln von werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DD157172A1
Application number: DD22718381A
Authority: DD
Inventors: Roland Quent; Peter Schuetze; Hartmut Wagner
Original assignee: Roland Quent; Peter Schuetze; Hartmut Wagner
Priority date: 1981-01-26
Filing date: 1981-01-26
Publication date: 1982-10-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Geber zur Drehzahlmessung an Spindeln von Werkzeugmaschinen, insbesondere an NC-Leiterplattenbohrmaschinen.Ziel der Erfindung ist es, die Drehzahlmessung an Mittelfrequenzspindeln ueber elektronischen Messverfahren zu ermoeglichen. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geber zur Drehzahlmessung zu schaffen, der mit geringem technischen Aufwand ohne zusaetzliche mechanische Bauelemente und bei geringem Raumbedarf das Messen hoherDrehzahlen als auch des Spindelstillstandes direkt an der Spindel ermoeglicht. Erfindungsgemaess ist lt.Patentzeichnung die auf der Anzugsstange 1 der Bohrspindel 2 angeordnete Spannmutter 3 mit einer auf ihr eingebrachten stirnseitigen Eindrehung 5 fuer eine Lichtquelle versehen. Auf dem Umfang der Spannmutter 3 ist eine Oeffnung 6 vorgesehen. In der stirnseitigen Eindrehung 5 ist als Lichtquelle eine Lichtdiode 7 angeordnet, die ueber die Oeffnung 6 mit einer Fotodiode B in optischer Verbindung steht. Leuchtdiode 7 und Fotodiode 3 sind auf der Leiterplatte 9, die unmittelbar vor der Spannmutter 3 an einer Halterung 10 befestigt ist, angeordnet.

Description

Titel der Erfindung

Geber zur Drehzahlmessung an Spindeln von "Werkzeugmaschinen

j .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Geber zur Drehzahlmessung an Spindeln von Werkzeugmaschinen, insbesondere an Mittelfrequenzspindoln von NC«=Leiterplattenbohrmaschinen«

Charakteristik oor bekannten technischen Lösungen 10, in der Reihe "Technische Informationen" über das Gebiet "messen-steuern-regeln" sind Methoden zur Drehzahlmessung, beschrieben» Dazu sind verschiedene Verfahren bekannt, wie bspw« magnetische Wirbelstromverfahren, mechanische Fliehpendelverfahr.en, mechanische Vibrationsnießverf ehren , elektrische Geberverfahren, elektronische Geberverfahren und pneumatische Geberverfahren« Ausgewählte Geräte dazu sind bspw» das Wirbelstromtachometer, das Fliehpendeltachometer, die Zungen-Drehzahlmesser, elektrische Drehzahlgeber und ähnliche Geräte« Für genaueste Drehzahlmessungen und Drehzahlüberwachungen kommen elektronische Meßverfahren immer mehr zum Einsatz«

In einem Ausführungsbeispiel ist auf die Antriebswelle eine geschlitzte Geberscheibe als lichtelektrischer Geber montiert» 3ei Umdrehung unterbricht die geschlitzte Geberscheibe fortlaufend den Strahlengang eines Lichtbündels, welches von einer Lampe erzeugt_{ auf' die Fotodiode fällt.

Diese von der Geberscheibe erzeugten Lichtimpulse werden von der Fotodiode als elektrische Impulse auf den Meßverstärker gegeben und anschließend über eine elektro«» nische Schaltung ausgewertet«, Anstelle geschlitzter Geberscheiben mit Lichtbündelunterbrechung kommen auch Wechsel» strom-Tachometerrnaschinen als Geber zur Anwendung _e wobei die in Abhängigkeit von der Drehzahl abgegebene Frequenz des Wechselstromes zur elektrischen Zählung genutzt wird_e Nachteilig bei den aufgeführten mechanischen Geberver= fahren ist der große Aufwand und der benötigte Raumbedarf für die notwendigen zusätzlichen mechanischen Teile« Ein weiterer Nachteil war der damit verbundene hohe Verschleiß dieser Bauelemente, Hohe Drehzahlen konnten mit diesem Verfahren nicht exakt ausgewertet werden,,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Drehzahlmessung an Mittelfrequenzspindeln über elektronische Meßverfahren verschleißarm zu ermöglichen«,

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geber zur Drehzahlmessung -an Mittelfrequenzspindeln zu schaffen, der mit geringem technischen Aufwand ohne zusätzliche mechanische Bauelemente und bei geringem Raumbedarf das Messen hoher Drohzahlen als auch des Spindelstillstandes direkt an der Spindel ermöglichti

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die auf der Anzugsstange der Bohrspindel angeordnete Spannmutter mit einer auf ihr eingebrachten stirnseitigen Eindrehung für eine Lichtquelle und einer an ihrem Umfang vorgesehenen öffnung versehen ist«, In der stirnseitigen Eindrehung ist eine Leuchtdiode angeordneti Die vorgesehene öffnung ist einmal als Schlitz und in einer anderen Ausführungs.form als Loch ausgebildet. In einer besonderen Ausführungsform

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ist bei einer als Spannu-mj-smutter vorgesehenen Nutmutter die Öffnung in einer der Nuten eingebracht,

Ausführungsbeispiel

Die erfinderische Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden» In der zugehörigen Zeichnung ist die Erfindung im Schnitt dargestellt. Auf dor Anzugs- oder Druckstange 1 der Bohrspindel 2 ist eine Spannmutter 3, die eine Feder 4 abstützt₍ angeordnet. In die Spannmutter 3 ist eine stirnseitige Eindrehung 5 für eine Lichtquelle eingebracht und auf ihrem Umfang eine Öffnung 6 vorgesehene Die Öffnung 6 ist einmal als Schlitz und in einer anderen Ausführungsform als Loch ausgebildet* In der stirnseitigen Eindrehung 5 ist als Lichtquelle eine Leuchtdiode 7 angeordnet, die über die Öffnung 6 mit einer Fotodiode 8 in optischer Verbindung steht,, Leuchtdiode 7 und Fotodiode 8, die als miniaturisierte' Bauelemente ausgeführt sind, sind auf der Leiterplatte 9, • welche unmittelbar vor der Spannmutter 3 an einerHalterung 10 befestigt ist, engeordnet. In einer besonderen Ausführungsform ist bei einer als Spannmutter 3 vorgesehenen Nutmutter die Öffnung 6 in eine der Nuten eingebracht ♦ Die Wirkungsweise ist folgende: Die Spannung eines Werkstückes in einer Spindel erfolgt allgemein über Spannklauen und Druck- oder Anzugsstange, Auf der Anzugsstange ist eine Spannmutter angeordnet, die dem Halten und Führen der Anzugsstange diente Gleichzeitig dient diese Spannrnutter dem Einstellen der Spannkraft. Leiterplattenbohrmaschinen sind mit motorgetriebenen MF-Bohrspindeln 2 mit einem Drehzahlbereich von 15000 80 000 min" ausgerüstet, wobei die Drehzahlstellung über einen Frequenzumformer (elektronisch) erfolgt«, Diese Bohrspindeln 2 enthalten ebenfalls die Anzugsst.ange 1 und die Spannmutter 3 mit den-oben beschriebenen Funktionen. Zusätzlich ist diese Spa.nnmutter 3 erfindungsgemäß nun so ausgebildet _t daß sie zu den bekannten Funktionen nun noch als Geber für die Drehzahlistwerterfassung der Bohrspindel 2 dient. Der Einsatz von miniaturisierten Bauelementen, .

wie Leuchtdiode 7 und Fotodiode 8 ermöglichte dabei die Ausbildung der Spannmutter 3 in der beschriebenen er» findungsgernäßen Form«, Beim Betrieb der Bohrspindel 2 rotiert die Spannrnutter 3 mit₆ Die auf der Leiterplatte 9 angeordnete und in die Eindrehung 5 hineinragende Leuchtdiode 7 tritt über die öffnung 6 mit der ebenfalls auf der Leiterplatte 9 angeordneten Fotodiode 8 in optische Verbindung und ermöglicht entsprechend der Drehzahl der Bohrspindel 2 eine digitale Abtastung und damit die genaue Erfassung der augenblicklichen Drehzahl« Ober eine elektromagnetische Auswertschaltung wird diese in einer digitalen Anzeige sichtbar gemacht» Der Drehzahl-» istwerterfassung kommt bei Inbetriebnahme_f Probelauf und beim Produktionsbetrieb entscheidende Bedeutung zu„ Durch den Vergleich der eingegebenen Frequenz (Drehzahl) mit dem Drehzahlistwert können Rückschlüsse auf ein evtl. fehlerhaftes Arbeiten der Spindel gezogen werden* Der " automatische Werkzeugwechsel bei Leiterplattenbohrmaschinen darf bspvve nur bei stillstehender Bohrspindel erfolgen, da beim Werkzeugwechsel eine Berührung stillstehender mit rotierenden Teilen erfolgt* Durch die beschriebene erfindungsgemäße digitale Istwerterfassung wird ein exakter Spindelstillstand angezeigt» was bei analogen Erfassungs-Prinzipien nicht möglich ist« Dadurch kommt es zu weniger Ausfällen» Weitere Vorteile liegen im geringen technischen Aufwand der erfindungsgemäßen Einrichtung _e da sie ohne zusätzliche mechanische Bauteile aufgebaut ist und vorhandene Bauteile nutzt« Das Messen hoher Drehzahlen wird dadurch direkt an der Spindel mögliche Durch die direkte Unterbringung der Einrichtung in der Spindel ist der Raumbedarf sehr geringe Ein weiterer Vorteil ist die geringe Ausfallquote der Einrichtung_{ da die verwendeten elektronischen Bauelemente eine hohe Lebensdauer besitzen.

Claims

Erf ind L! ng s an spruch

1«, Geber zur Drehzahlmessung an Spindeln yon Werkzeugmaschinen , insbesondere an Mittelfrequenzspindeln von NC-Leiterplattenbohrmaschinen_ff mit dem über Lichtquelle und Fotodiode eine elektronische Drehzahlmessung erfolgt , gekennzeichnet dadurch, daß die auf der Anzugsstange (1) der Bohrspindel (2) angeordnete Spannmutter (3) mit einer auf ihr eingebrachten stirnseitigen Eindrehung (5) für eine Lichtquelle und einer an ihrem Umfang vorgesehenen öffnung (6) versehen ist.

2„ Geber nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der stirnseitigen Eindrehung (5) eine Leuchtdiode (7) angeordnet ist«,

3_e Geber nach Punkt 1 -t 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer als Spannfutter (3) vorgesehenen Nutmutter die öffnung (6) in einer der Nuten eingebracht ist„ 20

4, Geber nach Punkt 1 - 3, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgesehene öffnung (6) als Schlitz ausgebildet ist«,

5e Geber nach Punkt 1 ·» 3, gekennzeichnet dadurch, daß die vorgesehene öffnung (6) als Loch ausgebildet ist*

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