DD289353B5

DD289353B5 - Circuit arrangement for the avoidance of damage to synchronously controlled gear cutting machines

Info

Publication number: DD289353B5
Application number: DD33491689A
Authority: DD
Inventors: Michael Dr-Ing Hoelzig; Juergen Dipl-Ing Rother
Original assignee: Modul Gmbh Chemnitz
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1989-11-28
Publication date: 1994-07-21

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Schadensverhütung bei auftretenden Ausfällen bzw. Störungen des Zwanglaufes im Bearbeitungsprozeß an zwanglaufgeregelten Verzahnmaschinen, insbesondere Großwälzfräsmaschinen, bei denen der separate CNC-geregelte Werkstückantrieb als Folgeachse der Bewegung von max. drei Leitachsen für die Werkzeugbewegung folgt.The invention relates to a circuit arrangement for damage prevention in case of failures or incidents of forced running in the machining process at zwanglaufgeregelten gear cutting machines, especially large hobbing machines in which the separate CNC-controlled workpiece drive as a follow-up axis of the movement of max. three master axes for tool movement follows.

Charakteristik des bekannten Sta ndes dor TechnikCharacteristic of the known state of the art

Derzeit sind aus dem Stand der Technik Einrichtungen und Verfahren zur Schadensverhütung an zwanglaufgeregelten Verzahnmaschinen bekannt, die beispielsweise beim Erkennen von Störungen des Zwanglaufsystems während des Bearbeitungsprozesses einerseits die sofortige Trennung von Werkzeug und Werkstück über hydraulische oder elektronische Elemente bewirken und andererseits die Bewegungen von Werkzeug und Werkstück stillsetzen.At present, the prior art devices and methods for damage prevention on positive-controlled gear cutting machines are known, for example, when detecting malfunctions of the forced-circulation system during the machining process on the one hand the immediate separation of the tool and workpiece via hydraulic or electronic elements and on the other hand, the movements of the tool and workpiece shut down.

Im DD-WP 154 556 wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, durch die infolge des sofortigen Rückzugs des Werkzeuges während des Bearbeitungsprozesses im Havariefall ein möglicher Schaden am Werkstück und Werkzeug verhindert wird. Die zugehörige Schaltungsanordnung setzt sich aus zwei Teilschaltungen zusammen.In DD-WP 154 556 a circuit arrangement is described by the possible immediate damage to the workpiece and tool is prevented due to the immediate withdrawal of the tool during the machining process in case of accident. The associated circuit arrangement is composed of two subcircuits.

In einer Schaltung wird die Sollwertbildung für die Folgeachse (Werkstückantrieb) und in der zweiten der Werkzeugrückzug mittels einer Einrichtung innerhalb der Zwanglaufsteuerung realisiert.In one circuit, the setpoint formation for the following axis (workpiece drive) and in the second of the tool retraction by means of a device within the forced-motion control is realized.

Diese Werkzeugrückzugseinrichtung ist so aufgebaut, daß der mit einem Gleichstromhauptantrieb ausgerüstete Werkzeugantrieb im Havariefall, z.B. bei Spannungsausfall im Steuerungssystem, über entsprechende Schaltorgane mit einem Rückzugsmotor elektrisch so verbunden ist, daß der Ankerkreis des Werkzeugantriebes mit dem des Rückzugsmotors zusammengeschaltet wird. Grundsätzlich wird dieser Rückzugsvorgang noch von einer Überwachungseinrichtung aktiviert, die insbesondere bei Netzausfällen anspricht und über Thyristoren den Havarierückzug einleitet.This tool retraction device is constructed so that the tool drive equipped with a DC main drive can be operated in the event of an accident, e.g. in case of power failure in the control system, electrically connected via corresponding switching elements with a retracting motor so that the armature circuit of the tool drive is interconnected with that of the retraction motor. Basically, this retraction process is still activated by a monitoring device that responds especially in case of power failure and initiates the Havarierückzug thyristors.

Mit dieser Lösung für einen analog-digitalen Zwanglauf wird lediglich eine Verbesserung des Führungsverhaltons der Folgeachse bewirkt.With this solution for an analog-digital forced operation, only an improvement of the Führungsverhaltons the following axis is effected.

Im normalen Betriebsfall wird die Führung der digital geregelten Zwanglaufachse (Werkstückantrieb) nach o.g. Schrift dadurch erzeugt, daß der aus einem digitalen Soll-Ist-Wertvergleich (abgeleitet aus den Meßsystemmoldungen) in der NC-Steueriing gebildete analoge Sollwert durch eine Spannung eines Tachogenerators, die aus der Drehung der Leitachse (Werkzeugspindel) abgeleitet wird, zusätzlich multiplikativ beeinflußt wird.In normal operation, the guidance of the digitally controlled forced axis (workpiece drive) according o.g. Font generated by the fact that from a digital target-actual value comparison (derived from the Meßsystememoldungen) formed in the NC Steueriing analog setpoint by a voltage of a tachogenerator, which is derived from the rotation of the lead (tool spindle), is additionally multiplicatively affected ,

Diese analoge abgeleitete Spannung des Tachogenerators wird für bestimmte Havariefalle außerdem zu einer kurzzeitigen Stützung des Zwanglaufes genutzt.This analog derived voltage of the tachogenerator is also used for certain accidental trap to a short-term support of the forced running.

Voraussetzung für diese Zwanglaufstützung ist allerdings, daß die Stellantriebe für Werkzeug- und Werkstückantrieb mit einem 3phasigen Hilfsnetz verbunden sind, das von einem mit einer Schwungmasse gekoppelten Drehstromgenerator nach Netzausfall zur Wirkung kommt.Prerequisite for this forced-running support, however, is that the actuators for tool and workpiece drive are connected to a 3-phase auxiliary network, which comes from a coupled with a flywheel alternator after power failure to effect.

Der Nachteil dieser Lösung besteht einmal darin, daß zur Erzeugung eines Hilfsnetzes bei Netzausfall ein mit einer Schwungmasse gekoppelter Drehstromgenerator eingesetzt wird.The disadvantage of this solution consists in the fact that for generating an auxiliary network in case of power failure coupled to a flywheel alternator is used.

Die als kinetische Energiereserve fungierende Schwungmasse ist dabei so auszulegen, daß sie im Havariefall die geforderte Energie aufbringen kann. Das führt insbesondere bei Großwälzfräsmaschinen zu entsprechend großen Abmessungen der einzusetzenden Schwungmasse.The kinetic energy reserve acting flywheel is designed so that they can muster the required energy in the event of an accident. This leads in particular in large hobbing machines to correspondingly large dimensions of the flywheel to be used.

Des weiteren wird der Nachteil für diese Lösung eines Havarierückzuges darin begründet, daß z. B. bei Netzausfall die Zwanglaufstützung kurzzeitig während des gleichzeitig wirkenden Havarierückzuges aufrechterhalten bleibt, praktisch wirkungslos ist, so daß das Werkzeug während des Rückzugsvorgangos an den Flanken des Werkstückes Markierungen hinterläßt, da die Auslaufgeschwindigkeiten und deren Dauer beider außer Eingriff zu bringenden Teile in keinem Verhältnis 2 iöinander stehen und somit auch der Rückfahrweg nicht definierbar ist.Furthermore, the disadvantage of this solution a Havarierückzuges is justified in that z. B. in case of power failure, the forced running support is maintained for a short time during the concurrent Havarierückzuges, is practically ineffective, so that the tool during the Rückzugsvorgangos on the edges of the workpiece marks, since the discharge speeds and their duration both out of engagement parts in no relation iöinander stand and thus the Rückfahrweg is not definable.

cm weiterer Nachteil besteht darin, daß es im Moment des Zuschaltens des von der Schwungmasse gestützten Hilfsnetzes zu Spannungseinbrüchen an den Stellern der Werkzeug- und Werkstückantriebe kommt, was zwangsläufig zum Ansprechen der internen Überwachungseinrichtungen der Steller und damit zur sofortigen Abschaltung mit Notb.emsung der beiden Antriebe von Werkstück und Werkzeug führt.cm further disadvantage is that it comes at the moment of the connection of the supported by the flywheel auxiliary network to voltage drops in the actuators of the tool and workpiece drives, which inevitably to respond to the internal monitoring devices of the actuator and thus for immediate shutdown with Notb.emsung the two Drives of workpiece and tool leads.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung an zwanglaufgeregelten Verzahnmaschinen vorzuschlagen, die es ermöglicht, im Havariefall ohne in den Leistungskreisen der am Zwanglauf und Havarieschutz beteiligten Gleichstromsteliantriebe Umschaltvorgänge vornehmen zu müssen, entweder die in Eingriff stehenden Elemente Werkzeug und Werkstück so außer Eingriff zu bringen, daß Beschädigungen an ihnen sowie an der Maschine verhindert werden bzw. insbesondere bei Störungen in der elektronischen Regeleinrichtung des Werkstückantriebes den jeweiligen Arbeitsprozeß zu Ende zu führen, um somit Nacharbeit, Ausschuß bzw. Werkzeug- und Maschinenschäden zu verhindern.The object of the invention is to propose a circuit arrangement to continuous-speed gear cutting machines, which makes it possible to make switching operations in the event of a disaster without involving in the power circuits of the involved in forced running and accident protection Gleichsteliantriebe, either the engaging elements tool and workpiece so disengaged in that damage to them and to the machine are prevented or, in particular in the event of faults in the electronic control device of the workpiece drive, lead to completion of the respective working process, in order to prevent rework, rejects or tool and machine damage.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Schadensverhütung an zwanglaufgeregelten Verzahnmaschinen zu schaffen, die im Havariefall den Zwanglauf zwischen Werkzeug und Werkstück solange aufrechterhält, um alle technisch notwendigen Folgeschaltungen für die Einleitung bzw. Fortsetzung von Bewegungen durchführen zu können. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Energieverteiler sowohl mit den netzseitig gespeisten und mit ihren Steuerein-und-ausgängen mit einer Havarieauslöseeinheit verbundenen Gleichspannungsversorgungsmodulen als auch mit dem gleichspanriungspuffernden Energiespeicher einerseits sowie andererseits mit den Gleichspannungsleistungseingängen der Achsmodule von den am Zwanglaufund Havarieschutz beteiligten NC-Achsen verbunden ist.The invention has for its object to provide a circuit arrangement for damage prevention on zwanglaufreggelten gear cutting machines that sustains the forced running between the tool and the workpiece in case of failure, in order to perform all technically necessary sequential circuits for the initiation or continuation of movements. According to the invention, this object is achieved in that a power distributor with both the grid side fed and connected to their control inputs and outputs with a Havariauslöseeinheit DC power supply modules as well as the gleichspanriungspuffernden energy storage on the one hand and on the other hand with the DC power inputs of the axis modules of the participating in forced running and accidental NC protection Axes is connected.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Elektronikspannungseingänge der Achsmodule mittels eines Elektronikspannungsversorgungsmodules über den Energieverteiler mit dem Energiespeicher verbunden. Der Motor des lagegeregelten Werkstückantriebes ist in Parallelschaltung mit den Leistungsausgängen von mindestens zwei Achsmodulen verbunden, deren Leistungseingänge mit dem Energieverteiler verknüpft und dessen Steuereingänge mit dem Ausgang des Sollwertbildners für den lagegeregelten Werkstückantrieb verschaltet sind.In an advantageous embodiment of the invention, the electronics voltage inputs of the axle modules are connected by means of a Elektronikspannungsversorgungsmodules via the power distribution with the energy storage. The motor of the position-controlled workpiece drive is connected in parallel with the power outputs of at least two axis modules whose power inputs are linked to the power distributor and whose control inputs are connected to the output of the setpoint generator for the position-controlled workpiece drive.

Eino weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß als Eingänge auf den Sollwertbildner dos lagegeregelten Werkstückantriebes dor dynamische NC-Sollwert der Werkstückachse mit Abschaltkontakt sowie wahlweise die statischen NC-Sollwerte der Leitachsen mit einem Spannungsstal ilisator und Abschaltkontakten geführt werden, außerdem als weitere Eingänge der Drehzahlistwert der Werkzeugspindel uno wahlweise die Drehzahlistwerto von den am Zwanglauf beteiligten NC-Achsen, die von den jeweils zugeordneten Tachogeneratoren gebildet worden und eine Verbindung zur Havarieauslöseeinheit als Steueroingang besitzen. Außerdem wird der Werkzeugzustellmotor vorteilhafterweise von einem Achsmodul angesteuert, dessen Gleichspannungsleistungseingang mit dem Energieverteiler verbunden ist, wobei dessen Sollwerteingang wiederum mit dem Ausgang des Sollwertbildners für den lagegeregelten Werkzeugzustellmoior verbunden ist.Eino further advantageous embodiment of the invention provides that as inputs to the setpoint generator dos position-controlled workpiece drive dor dynamic NC setpoint of the workpiece axis with Abschaltkontakt and optionally the static NC setpoints of the leading axes ilisator and Abschaltkontakten are guided, also as further inputs the Speed actual value of the tool spindle uno optionally the Drehzahlistwerto of the involved in forced NC-axes, which have been formed by the respective associated tachogenerators and have a connection to the accident deployment unit as Steueroingang. In addition, the Werkzeugzustellmotor is advantageously controlled by an axis module whose DC power input is connected to the power distributor, wherein the setpoint input is in turn connected to the output of the setpoint generator for the position-controlled Werkzeugzustellmoior.

Eine weitere vorteilhafte Lösung sieht vor, den Sollwortbildner für den lagogeregelten Werkzougzusiellmotor über seine Eingänge einerseits mit dem D/A-Wandler des NC'/PC-Steuerungssystems für den lagegeregelten NC-Sollwert eines Werkzeugzustellmotors, über einen Abschaltkontakt und zum anderen über einen Zuschaltkontakt mit dem Elektronikspanniingsversorgungsmodul zu verbinden sowie zusätzlich über einen Steuoreingang mit der Havarieauslöseeinheit zu verschalten.A further advantageous solution provides, the target word generator for the lago controlled Werkzougzusiellmotor via its inputs on the one hand with the D / A converter of the NC '/ PC control system for the position-controlled NC setpoint of a Werkzeugzustellmotors, via a shutdown contact and on the other via a make contact to connect the Elektronikspanniingsversorgungsmodul and additionally interconnect via a control input to the emergency release unit.

In Weiterbildung einer vorteilhaften Lösung wird der Energiespeicher aus einem separaten Gleichstrommotor gebildet, der mit einer Schwungmasse gekoppelt ist, welcher wiederum über den Energieverteiler mit den netzgespeisten Gleichspannungsversorgungsmodulen in Verbindung steht, und über ein Elektronikspannungsversorgungsmodul eine Verbindung zwischen dem Energieverteiler und der Stromversorgung des NC-/PC-Steuerungssystems hergestellt wird. Die Vorteile der erfinderischen Lösuno liegen darin begründet, daß bei Ansprechen der Havarieauslöseeinheit die in Eingriff stehenden Elemente Werkstück und Werkzeug ohne Beschädigung außer Eingriff gebracht werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Auftreten bestimmter Havariofälle (z. B. Ausfall eines Achsmoduls des Werkstücktischantriebes) der Arbeitsprozeß nicht unterbrochen wird und somit die Bearbeitung des Werkstückes bis zu dessen Fertigstellung fortgesetzt werden kann.In a further development of an advantageous solution, the energy store is formed from a separate DC motor, which is coupled to a flywheel, which in turn is connected to the grid-fed DC power supply modules via the power distributor, and via an electronic power supply module, a connection between the power distributor and the power supply of the NC / PC control system is made. The advantages of the invention Lösuno are due to the fact that in response to the accidental trip unit, the engaging elements workpiece and tool can be disengaged without damage. A further advantage is that when certain accident cases occur (eg failure of an axis module of the workpiece table drive), the working process is not interrupted and thus the machining of the workpiece can be continued until its completion.

In Sonderfällen, wie z. B. bei Netzspannungsausfall, ist es mit der erfindungsgemäßen Lösung außerdem möglich, das NC-/PC-Steuerungssystem kurzzeitig zu stützen.In special cases, such as As in mains voltage failure, it is also possible with the solution according to the invention to support the NC / PC control system for a short time.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung stellt einen Teil des Antriebs- und Steuerungssystems einer CNC-gesteuerten Verzahnmaschine dar und soll nachfolgend am Beispiel einer CNC-gesteuerten Großwälzfräsmaschine bei Havarieauslösung durch Netzspannungsausfall anhand zugehöriger Zeichnungen näher erläutert werdenThe invention is a part of the drive and control system of a CNC-controlled gear cutting machine and will be explained in more detail below using the example of a CNC-controlled large hobbing machine at Havarieauslösung by mains voltage failure with reference to accompanying drawings

Es zeigen Show it

Fig. 1: zeigt die Schaltungsanordnung zur Aufrechterhaltung des Zwanglaufes im HavariefallFig. 1: shows the circuit arrangement for maintaining the forced operation in case of emergency

Fig. 2: zeigt die Schaltungsanordnung für den EnergiespeicherFig. 2: shows the circuit arrangement for the energy storage

Fig. 3: zeigt die Schaltungsanordnung für den Sollwertbildner für lagegeregelten WerkstückantriebFig. 3: shows the circuit arrangement for the setpoint generator for position-controlled workpiece drive

Fig.4: zeigt die Schaltungsanordnung für den Sollwertbildner für lagegeregelten Werkzeugzustellmotor4: shows the circuit arrangement for the setpoint generator for position-controlled Werkzeugzustellmotor

Bei CNC-gesteuerten Großwälzfräsmaschinen wird der Werkstückantrieb über ein Umlaufrädergetriebe realisiert, dessen Zentraleintrieb über einen leistungsstarken Gleichstromantrieb mit konstanter Drehzahl und der Stegeintrieb durch einen hochdynamischen lagegeregelten Antrieb erfolgt.In CNC-controlled large hobbing machines, the workpiece drive is realized by means of a planetary gear transmission, whose central drive takes place via a high-performance DC drive with constant speed and the web drive by a highly dynamic position-controlled drive.

Aus Fig. 1 sind die wesentlichen Elemente des Antriebs- und Steuerungssystems sowie deren Verknüpfung untereinander erkennbar.From Fig. 1, the essential elements of the drive and control system and their connection with each other are recognizable.

Des weiteren ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der Energieverteiler 12 die zentrale Baugruppe bildet, der die netzgespeiston Gleichspannungsversorgugsmodule 11 und den parallel geschalteten Energiespeicher 13 mit den Gleichspannungseingängen der Achsmodule 18 für den lagegeregelten Werkstückantrieb und dem Achsmodul 25 sowie mit den Gleichspannungseingängen des externen Elektronikspannungsversorgungsmoduls 15 verbindet.Furthermore, it can be seen from Fig. 1 that the power distributor 12 forms the central module, the Netzgespeiston Gleichspannungsversorgugsmodule 11 and the parallel energy storage 13 with the DC voltage inputs of the Achsmodule 18 for the position-controlled workpiece drive and the axis module 25 and the DC voltage inputs of the external electronic power supply module 15 connects.

Die beiden Achsmodule 18 für den lagegeregelten Werkstückantrieb sind in Parallelschaltung über eine Induktivität mit dem Motor 20 des Werkstücktisches verknüpft, der wiederum über ein Getriebe 21 den Werkstücktisch 22, ein Meßsystem 23 zur Lageerfassung und einen Tachogenerator 24 zur Drehzahlistwerterfassung des Werkstücktisches 22 antreibt. Die Spannung des Tachogenerators 24 wird den beiden Achsmodulen 18 parallel als Regelgröße zugeführt, wobei jedoch in diesem speziellen Beispiel lediglich ein Achsmodul 18 frßigeschaltet wird, während das andere Achsmodul 18 als redundante Einheit leer mitläuft und nur bei Störungen bzw. Ausfällen bestimmter Elemente des Antriebs- und Steuerungssystems aktiviert wird. Das Achsmodul 25 des Werkzeugzustellmotors ist diesem direkt zugeordnet. Die eingangsseitig mit dem Energieverteiler 12 verbundenen externen Elektronikspannungsversorgungsmodule 15 liefern ausgangsseitig die Versorgungsspannung für die CNC-Steuerung und die Regel- und Steuerteile der Achsmodule 18 und 25.The two axis modules 18 for the position-controlled workpiece drive are linked in parallel via an inductor to the motor 20 of the workpiece table, which in turn via a gear 21, the workpiece table 22, a measuring system 23 for position detection and a tachometer generator 24 for speed actual value detection of the workpiece table 22 drives. The voltage of the tachogenerator 24 is fed to the two axis modules 18 in parallel as a controlled variable, but in this particular example, only one Achsmodul 18 is gated, while the other Achsmodul 18 idles as a redundant unit and only in case of malfunction or failure of certain elements of the drive and control system is activated. The axis module 25 of the Werkzeugzustellmotors this is assigned directly. The input side connected to the power distributor 12 external electronics power supply modules 15 provide the output side, the supply voltage for the CNC control and the control and control parts of the Achsmodule 18 and 25th

Das Antriebssystem des Werkzeugantriebes besteht aus einem Motor 4, der kinematisch über ein Getriebe 5 die Werkzeugspindel 7 und ein Meßsystem 6 zu deren Lageerfassung sowie einen Tachogenerator 3 zur Drehzahlerfassung antreibt.The drive system of the tool drive consists of a motor 4 which kinematically via a gear 5, the tool spindle 7 and a measuring system 6 for detecting the position and a tachometer generator 3 for speed detection drives.

Elektrisch ist der Motor 4 mit einem Hauptantriebssteller verbunden, der über einen Regeleingang mit einem Tachogenerator verschaltet ist und netzgespeist wird. Das Antriebssystem ist so mit einem übergeordneten NC-/PC-Steuerungssystem 1 'verbunden, daß ein Rechnersystem 1 c mit einem Eingang über eine Meßsystemauswerteeinheit 1 b mit den Meßsystemen der Maschine und ein weiterer Eingang über die E/A-Karteneinheit 1 a mit den nicht dargestellten binaren Prozeßsignalen verknüpft ist.Electrically, the motor 4 is connected to a main drive plate, which is connected via a control input to a tachogenerator and is mains-powered. The drive system is connected to a higher-level NC / PC control system 1 'that a computer system 1 c with an input via a Meßsystemauswerteeinheit 1 b with the measuring systems of the machine and another input via the I / O card unit 1 a with the not shown binary process signals is linked.

Das Rechnersystem wiederum ist über einen Ausgang der E/A-Karteneinheit 1 a mit allen notwendigen Schaltelementen des Antriebssystems und der Maschine verknüpft. Der zweite Ausgang des Rechnersystems 1 c ist über einen D/A-Wandler 1 d init den Sollwertbildners 16 und 17 sowie mit dem Sollwerteingang des Stellers 8 des Werkzeugantriebes verschaltet.The computer system in turn is linked via an output of the I / O card unit 1 a with all necessary switching elements of the drive system and the machine. The second output of the computer system 1 c is connected via a D / A converter 1 d init the setpoint generator 16 and 17 and to the setpoint input of the actuator 8 of the tool drive.

Die Havarieauslöseeinheit 14 ist ein- und ausgangsseitig mit einer Netzüberwachung 9, den Überwachungseinrichtungen der netzgespoisten Gleichspannungsversorgungsmodule 11, den Achsmodulon sowie der E/A-Karteneinheit 1 a des NC-/PC-Steuorungssystenis 1 verschalten.The accidental trip unit 14 is connected to the input and output side with a network monitoring 9, the monitoring devices of the mains powered DC power supply modules 11, the Achsmodulon and the I / O card unit 1 a of NC / PC-Steuerorungssystenis 1.

Des weiteren wird ein Ausgang dieser Havarieauslöseeinheit 14 auf die Sollwertbildner 16 und 17 geführt. In Fig. 2 ist eine spezielle Ausführungsform dos Energiespoichers 13 (mit Schwungmasse) dargestellt. Hierbei ist der über die Gleichspannungsversorgungsmodule 11 netzgespeiste Energieverteiler 12 über einen elektrischen Umschalter 13 a, welcher von der E/A-Karteneinheit 1 a des NC/PC-Steuerungssystems 1 angesteuert wird, entweder ausgangsseitig über eine zwischengeschaltete Anlaufeinheit 13b mit einem Gleichstrommotor 13c oder direkt mit diesem elektrisch verbunden. Dieser Gleichstrommotor 13c ist kinematisch mit einer Schwungmasse 13d und einem Tachogenerator 13egekoppolt.Furthermore, an output of this accidental trip unit 14 is guided to the setpoint generator 16 and 17. 2, a special embodiment dos Energiespoichers 13 (with flywheel) is shown. Here, via the DC power supply modules 11 network-fed power distributor 12 via an electrical switch 13 a, which is controlled by the I / O card unit 1 a of the NC / PC control system 1, either on the output side via an intermediate start-up unit 13b with a DC motor 13c or directly electrically connected to this. This DC motor 13c is kinematic with a flywheel 13d and a tachogenerator 13egekoppolt.

Vom Tachogenerator 13e führt eine elektrische Verbindung zur E/A-Karteneinheit 1 a des NC-/PC-Steuerungssystems 1. In Fig.4 ist der Sollwertbildner 16 des lagegeregelten Werkstückantriebes 19 in einer möglichen Ausiuhrungsform schaltungstechnisch dargestellt. Auf eine ausführliche verbale Beschreibung dieser Schaltung soll an dieser Stelle verzichtet werden.From the tachogenerator 13e leads an electrical connection to the I / O card unit 1 a of the NC / PC control system 1. In Figure 4, the setpoint generator 16 of the position-controlled workpiece drive 19 is shown in circuit technology in a possible Ausiuhrungsform. On a detailed verbal description of this circuit should be omitted here.

Als Eingänge werden die fünf Ausgänge des D/A-Wandlers 1 d und die Drohzahlistwerte von vier Tachogeneratoren in diesen Sollwertbildner 16 geführt. Die Havarieauslöseeinheit 14 ist ausgangsseitig mit den Eingängen des Abschaltkontkates 16a und des Umschaltkontaktes 16d verbunden. Der Sollwertbildner 17, gemäß Fig.3, besteht aus einem Abschaltkontakt 17a, der eine Verbindung zum D/A-Wandler 1 d und aus einem Zuschaltkontakt 17b, der über einen Stellwiderstand 17c eine Verbindung zum Elektronikspannungsversorgungsmodul 15 besitzt.As inputs, the five outputs of the D / A converter 1 d and the Drohzahlistwerte of four tachometer generators are guided in this setpoint generator 16. The accidental trip unit 14 is the output side connected to the inputs of the Abschaltkontkates 16a and the changeover 16d. The setpoint generator 17, according to FIG. 3, consists of a switch-off contact 17a which has a connection to the D / A converter 1d and a switch-on contact 17b which has a connection to the electronic power supply module 15 via a control resistor 17c.

Sein Steuereingang führt wiederum zur Havarieauslöseeinheit 14. Die Ausgängesowohl des Abschalt-, wie auch des Zuschaltkontaktes 17 a, 17b werden dabei auf den Sollwerteingang des Achsmoduls 25 geschaltet. Die Schaltungsanordnung wirkt in Verbindung mit der Steuerung der Maschine folgendermaßen:Its control input in turn leads to the accidental trip unit 14. The outputs both of the switch-off as well as the Zuschaltkontaktes 17 a, 17 b are thereby switched to the setpoint input of the axis module 25. The circuitry works in conjunction with the machine control as follows:

Im havariefreien Zustand wird im Rechnersystem in Auswertung der Meßwerte der aus den an Werkzeug und Werkstück angebrachten Meßsystemen 6 und 23 entsprechend der vorgegebenen technologischen Aufgabe, über den D/A-Wandler 1 d ein Sollwert an den Sollwertbildner 16 ausgegeben, der sich aus der Differenz von berechneter Soll- und gemessener Istpostition ergibt.In the free state of the computer system in evaluation of the measured values of the attached to the tool and workpiece measuring systems 6 and 23 according to the given technological task, via the D / A converter 1 d a setpoint output to the setpoint generator 16, resulting from the difference calculated calculated target and measured actual position.

Außerdem liegen gleichzeitig am Sollwertbildner 16 die im Prozeß konstanten Übersetzungsverhältnisse der drei Leitachsen zur Werkstückachse als Folgeachse an, aus denen durch analoge Multiplikation jeder dieser Konstanten mit dem Geschwindigkeitsistwert der zugehörigen Leitachse Teilsollwerte gebildet werden.In addition, at the same time at the setpoint generator 16 are the constant in the process ratios of the three master axes to the workpiece axis as a slave axis from which partial setpoints are formed by analog multiplication of each of these constants with the actual velocity value of the associated master axis.

Vom Teilsollwert, der sicn aus der Drehung der Werkzeugspindel 7 ableitet, wird eine im Prozeß konstante Spannung subtrahiert, die etwa 90% der Drehung des Werkstücktisches 22 entspricht und dadurch eine Mindestdrehzahl des lagegeregelten Antriebsmotors 19 des Werkstücktisches 22 bewirkt. Im Additionsglied 16c werden die analog gebildeten Teilsollworte der einzelnen Achsanteile, die etwa 10% des Gesamtsollwertes für den Werkstücktisch 22 darstellen mit dem digital gebildeten Lageregelungssollwert für den Antrieb 19 überlagert.From the partial setpoint, which derives from the rotation of the tool spindle 7, a constant in the process voltage is subtracted, which corresponds to about 90% of the rotation of the workpiece table 22 and thereby causes a minimum speed of the position-controlled drive motor 19 of the workpiece table 22. In the adder 16c, the analog part formed partial target words of the individual axis components, which represent approximately 10% of the total target value for the workpiece table 22, are superimposed on the digitally formed position control target value for the drive 19.

Dieser so ermittelte Sollwert wird an die beiden Achsmodule 18 des lagegeregelten Werkstückantriebes 19 gegeben. Der Sollwert der lagegeregelten Werkzeugzustellachse wird im havariefreien Zustand direkt vom D/A-Wandler 1 d durch den Sollwertbildner 17 an den Achsmodul 25 durchgeschaltet und im Antriebssystem verarbeitet.This determined setpoint is given to the two axis modules 18 of the position-controlled workpiece drive 19. The setpoint of the position-controlled tool feed axis is switched through in the non-hazardous state directly from the D / A converter 1 d by the setpoint generator 17 to the axis module 25 and processed in the drive system.

Die aktiven Achsmodule (im Normalfall ein Achsmodul 18 und das Achsmodul 25) werden im havariefreien Zustand über den Energieverteilter 12 durch die netzseitig gespeisten Gleichspannungsvorsorgungsmodule 11 betrieben. Die Versorgung der Steuer- und Regelteile der Achsmodule 18 und 25 sowie die Stromversorgung für das NC-/PC-Steuerungssystem 1 erfolgt durch das aus dem Energieverteiler 12 gespeiste externe Elektronikspannungsversorgungsmodul 15.The active axle modules (normally an axle module 18 and the axle module 25) are operated in the non-hazardous state via the power distributor 12 by the DC-powered DC power supply modules 11. The supply of the control and regulation parts of the axis modules 18 and 25 and the power supply for the NC / PC control system 1 is effected by the power supplied from the power distributor 12 external electronic power supply module 15th

Im Betriebs- bzw. havariefreien Zustand wird, gemäß Fig.2, der Gleichstrommotor 13c für den Antrieb der Schwungmasse 13 d über den Energieverteiler 12 direkt durch die netzgespeisten Gleichspannungsversorgungsmodule 11 gespeist. Die zwischen Gleichstrommotor 13c und Energievertoiler 12 befindliche zuschaltbare Anlaufeinheit 13 b mit beispielsweise einer oder mehreren Widerstandsstufen sichern einen strombegrenzten Hochlauf des Antriebssystems. Zur Funktionsüberwachung des Energiespeichers 13 dient ein Tachogenerator 13e, der bei einer festgelegten Mindestdrehzahl ein Schaltsignal über die E/A-Karteneinheit 1 a an das Rechnersystem 1 c abgibt.In the operating or havariefreien state is, according to Figure 2, the DC motor 13 c fed to drive the flywheel 13 d via the power distributor 12 directly through the mains-powered DC power supply modules 11. The switchable starting unit 13 b, which is located between the DC motor 13 c and the energy converter 12, with, for example, one or more resistance stages, ensure a current-limited start-up of the drive system. For function monitoring of the energy storage 13 is a tachogenerator 13e, which emits a switching signal via the I / O card unit 1 a to the computer system 1 c at a specified minimum speed.

Die Überwachung der Funktion des Antriebssystems bzw. dessen Steuerung erfolgt im Betriebszustand über die E/A-Karteneinheit 1 a, und die Meßsystemauswerteeinheit 1 b des NC-/PC-Steuerungssystems 1 sowie durch die Havarieauslöseeinheit 14.The monitoring of the function of the drive system or its control takes place in the operating state via the I / O card unit 1 a, and the Meßsystemauswerteeinheit 1 b of the NC / PC control system 1 and by the accidental release unit 14th

Bei Auftreten einer Havarie, infolge beispielsweise eines Netzspannungsausfalles, wird in der Havarieauslöseeinheit 14 das entsprechende Auslösesteuersignal an die Sollwertbildner 16 und 18 als auch an die netzgespeisten Gleichspannungsversorgungsmodule 11 abgegeben.In the event of an accident, as a result of, for example, a mains voltage failure, the corresponding trigger control signal is delivered to the setpoint formers 16 and 18 as well as to the mains-powered DC power supply modules 11 in the accidental trip unit 14.

Daraufhin werden nunmehr die vom Netz gespeisten Gleichspannungsversorgungsmodule 11 "om Netz getrennt sowie der Energieverteiler 12 aus dem Energiespeicher 13 versorgt. Der Gleichstrommotor 13c und die Schwungmasse 13ddes ,Energiespeichers 13 arbeiten jetzt als Gleichstromgenerator.Thereupon, the DC power supply modules 11 "fed by the network are now disconnected from the power supply and the power distributor 12 is supplied from the energy store 13. The DC motor 13c and the flywheel mass 13ddes of the energy store 13 now operate as a DC generator.

»Gleichzeitig wird auch durch Abschaltung von Steuerpotentialen der Steller des Werkzeugspindelantriebes 8 vom Netz getrennt. Die weiterhin benötigten Steuerpotentiale werden durch Realisierung einer Abfallverzögerungsschaltung zeitgleich beg; enzt gehalten.»At the same time, the controller of the tool spindle drive 8 is disconnected from the mains by switching off control potentials. The further required control potentials are Beg simultaneously by realization of a deceleration delay circuit; kept up.

Im Sollwertbildner 16 werden die steuerungsseitig ermittelten D/A-Werte abgeschaltet. Die konstanten Spannungswerte, die die technologisch bedingten Übersetzungsverhältnisse beinhalten, werden jedoch kurzzeitig durch den Sollwertbildner 16 gestützt.In setpoint generator 16, the D / A values determined on the control side are switched off. However, the constant voltage values, which include the technologically related gear ratios, are briefly supported by the setpoint generator 16.

Gleichzeitig wird gemäß Fig.4 der Umschaltkontakt 16d betätigt, wodurch der Istwert der Drehzahl des Motors 20 des Werkstücktisches 22 auf das Additionsgieid 16c gelegt wird, so daß in diesem ein Summensollwert gebildet werden kann, der kurzzeitig eine selbständige analoge Führung des Werkstückantriebes sichert, die unabhängig vom NC-/PC-Steuerungssystems 1 wirkt.At the same time as shown in Figure 4, the changeover 16d is actuated, whereby the actual value of the rotational speed of the motor 20 of the workpiece table 22 is placed on the Additionsgieid 16c, so that in this a cumulative setpoint can be formed, which ensures a short time independent analog guidance of the workpiece drive, the regardless of the NC / PC control system 1 acts.

Voraussetzung für die Funktion dieser selbständigen analogon Führung im Havan'ofall ist jec och, daß in einem bedienerunabhängigen Prüfprozeß nach Eingabe der technologischen Parameter in das NC-/PC-Steuerungssystem 1 oin PC-interner Driftabgloich der konstanten Übersetzungsverhältnisse nacheinander vorgenommen wird, indem diese Spannungen durch Korrektur der Ausgabe der Spannungswerte der D/A-Wandler 1 d so justiert worden, daß der digitale NC-Sollwert ohne Berücksichtigung dos Sollwortes des Motors 20 des Werkstücktisches 22 auf Null abgeglichen wird. Der Sollwertbildner 17 schaltet bei Havarieauslösung auf einen fest voreingestellten gestützten Sollwert um, der eine radiale Trennung von Werkstück und Werkzeug mit vorgegebener Geschwindigkeit bewirkt.Condition for the function of this independent analogue leadership in havana case is jec och that in a user-independent test process after entering the technological parameters in the NC / PC control system 1 oin PC-internal Driftabgloich the constant ratios are made successively by these voltages by correcting the output of the voltage values of the D / A converter 1 d adjusted so that the digital NC setpoint is adjusted to zero without taking into account the set word of the motor 20 of the workpiece table 22. The setpoint generator 17 switches in case of emergency release to a fixed preset supported setpoint, which causes a radial separation of the workpiece and tool at a predetermined speed.

Die Havarieauslöseeinheit 14 meldet die Havarie auch an das NC^/PC-Steuerungssystem 1. Dadurch, bzw. durch die Havarioursache selbst, wird dieses Steuerungssystem 1 abgeschaltet, wodurch alle nicht extern geführten Bewegungen gestoppt und alle nicht gestützten Steuergeräte stromlos werden.The accident alert unit 14 also reports the accident to the NC ^ / PC control system 1. This, or by the Havarioursache itself, this control system 1 is turned off, causing all non-externally guided movements stopped and all non-supported control units are de-energized.

Claims

1. Circuit arrangement for damage prevention to zwanglaufgoregelten gear cutting machines, especially large hobbing machines, consisting of Achsmodulen of transistor converters, DC power modules, an energy storage, a Havariauslöseeinheit, Sollbildner and D / A converters, characterized in that a power distributor (12) both with the mains side and with its control inputs and outputs with a Havarieauslöseeinheit (14) connected DC power supply modules (11) and with the Gleichspannungspuffemden energy storage (13) on the one hand and on the other hand with the DC power inputs of the Achsmodule (18) of the involved in Zwanglaufund Havarieschutz NC axes is connected.

2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the electronics voltage inputs of the axle modules (18) by means of a Elektronikspannungsversorgungsmodules (15) via the power distributor (12) to the energy storage device (13) are connected.

3. The circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the motor (19) of the position-controlled workpiece drive is connected in parallel with the power outputs of at least two axis modules (18) whose power inputs connected to the power distributor (12) and its control inputs to the output of a Setpoint generator (16) are interconnected for the position-controlled workpiece drive.

4. The circuit arrangement according to claim 1 and 3, characterized in that as inputs to the setpoint generator (16) of the position-controlled workpiece drive of the dynamic NC setpoint of the workpiece axis with shutdown contact (16a) and optionally the static NC setpoints of the leading axes with a voltage stabilizer (16b ) and Abschaltkontakten (16a) are guided, also as further entries of the speed actual value of the tool spindle (7) and optionally the actual speed of the participating in forced NC-axes, which are formed by the respective associated tachogenerators (2) and (3) and a Have connection to the accidental trip unit (14) as a control input.

5. The circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the Werkzeugzustellmotor (26) is controlled by an axis module (25) whose DC power input is connected to the power distributor (13), wherein the setpoint input in turn with the output of the setpoint generator (17) for the position-controlled tool feed motor is connected.

6. Circuit arrangement according to claim 5, characterized in that the setpoint generator (17) for the position-controlled Werkzeugzustellmotor via its inputs on the one hand to the D / A converter (1 d) of the NC / PC control system (1) for the position-controlled NC setpoint the Werkzeugzustellmotors (26), via a shut-off (17a) and the other via a Zuschaltkontakt (17b) to the Elektronikspannungsversoigungsmodul (15) and additionally connected via a control input to the accidental trip unit (14) is connected.

7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the energy store (13) from a separate DC motor (13 c) is formed, which is coupled to a flywheel (13 d), which in turn via the power distributor (12) with the mains-powered DC power supply modules (11 ).

8. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that over-hasty, electronic power supply module (15) is a connection between the power distributor (12) and the power supply of the NC / PC control systems (1) is made.