DE1052524B

DE1052524B - Safety circuit in machine tool drives controlled in Leonard circuit for the synchronous run-down of an electrical shaft working according to the transmitter and receiver principle

Info

Publication number: DE1052524B
Application number: DEB37995A
Authority: DE
Inventors: Arthur Orth; Werner Echner
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1955-11-22
Filing date: 1955-11-22
Publication date: 1959-03-12

Description

Sicherheitsschaltung bei in Leonardschaltung gesteuerten Werkzeugmaschinenantrieben für den synchronen Auslauf einer nach dem Geber- und Empfängerprinzip arbeitenden elektrischen Welle Bei elektromotorisch angetriebenen Arbeitsmaschinen mit einem als Leonardsatz ausgebildeten Hauptantrieb und Hilfsantrieben wird bekanntlich bei einer Unterbrechung der Stromzufuhr im speisenden Netz entweder infolge einer Störung oder zur Außerbetriebsetzung des Maschinenaggregates der Hauptantrieb infolge seiner in ihm vorhandenen kinetischen Energie noch eine gewisse Zeit weiterlaufen, während dagegen die Hilfsantriebe bedeutend früher zum Stillstand kommen. Um daher bei einer Stromunterbrechung des Netzes auch die Hilfsantriebe bis zum Stillstand des Leonardaggregates im Betrieb halten zu können, sind bereits Sicherheitsmaßnahmen für den synchronen Auslauf der Maschinen bekannt. Eine derartige Sicherheitsanordnung ist besonders dann erforderlich, wenn das Antriebsaggregat für den Antrieb einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Drehbank, bei der während des Betriebes am dem Verhältnis der Planscheibenumdrehungszahl zum Supportverschub bis zum Stillstand nichts geändert werden darf, verwendet wird.Safety circuit for machine tool drives controlled in Leonard circuit for the synchronous run-out of a working according to the transmitter and receiver principle electric shaft For working machines driven by an electric motor with a The main drive and auxiliary drives, designed as a Leonardsatz, are known to be used in an interruption of the power supply in the feeding network either as a result of a fault or to shut down the machine unit, the main drive as a result of it kinetic energy present in it continue to run for a certain time while on the other hand, the auxiliary drives come to a standstill much earlier. In order to be able to use a Power interruption of the network and the auxiliary drives until the Leonard unit comes to a standstill To be able to keep them in operation are already security measures for the synchronous Discontinuation of the machines known. Such a safety arrangement is special required if the drive unit is used to drive a machine tool, in particular a lathe, in which during operation on the ratio of the The number of revolutions of the faceplate for the support shift to a standstill has not changed may be used.

Bei in Leonardschaltung gesteuerten Werkzeugmaschinenantrieben mit einer nach dem Geber- und Empfängerprinzip arbeitenden elektrischen Welle wurde die Sicherheitsschaltung für den synchronen Auslauf der elektrischen Welle bisher derart getroffen, daß die elektrische Wellenanordnung im Normalfall vom Netz und bei Netzausfall von der Antriebsmaschine des Leonardsatzes gespeist wird, die über Kondensatoren erregt, von ihrer kinetischen Energie oder der von zusätzlichen. Schwungmassen weiterhin angetrieben wird und als Generator läuft. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die für den Auslauf herangezogene Antriebsmaschine im Augenblick des Ausbleibens der Spannung bis zum Herausfallen des Nullspannungsschalters Energie in das Netz zurückliefert, wobei dann keine genügende Sicherheit für den synchronen Auslauf der elektrischen Welle besteht. Man könnte wohl durch eine besondere Schaltung dafür sorgen, daß der Nullspannungsschalter so schnell zum Auslösen gebracht wird, daß der Synchronismus zwischen Geber und Empfänger der elektrischen Welle erhalten bleibt. Da jedoch die in Rede stehenden elektrischen Antriebsanordnungen eine außerordentlich hohe Betriebssicherheit aufweisen müssen, wird der Aufbau derartiger zusätzlicher elektrischer Überwachungsmittel verhältnismäßig kompliziert und damit die gesamte Maschinenanlage unwirtschaftlich.With machine tool drives controlled in Leonard circuit with an electric wave working according to the transmitter and receiver principle the safety circuit for the synchronous run-out of the electric shaft so far taken in such a way that the electrical shaft arrangement in the normal case of the network and in the event of a power failure, it is fed by the drive machine of the Leonard set, which via Capacitors excited by their kinetic energy or that of additional ones. Flywheels continues to be driven and runs as a generator. However, this arrangement has the Disadvantage that the drive machine used for the run-out at the moment of No voltage until the zero voltage switch falls out returns to the network, with insufficient security for the synchronous There is a discharge of the electric wave. You could probably use a special circuit ensure that the zero-voltage switch is triggered as quickly as possible, that the synchronism between the transmitter and receiver of the electric wave is maintained remain. However, since the electric drive assemblies in question are an extraordinary one must have high operational reliability, the structure of such additional electrical monitoring means relatively complicated and thus the entire Machine system uneconomical.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung bei in Leonardschaltung gesteuerten Werkzeugmaschinenantrieben für den synchronen Auslauf einer nach dem Geber- und Empfängerprinzip arbeitenden elektrischen Welle, deren Gebermaschine mit dem Antriebsmotor der Werkzeugmaschinen gekuppelt ist, bei der die vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Sicherheitsschaltung ähnlicher Art dadurch vermieden werden, da,ß die Speisung der elektrischen Welle von einem zusätzlichen, mit dem Antriebsmotor des Leonardaggregates gekuppelten Hilfsgenerator erfolgt, dessen Energiebedarf bei Netzausfall von den umlaufenden Massen des Maschinenaggregates gedeckt wird, die so gegewählt oder durch zusätzliche Schwungmassen vergrößert sind, daß bei Netzausfall ein synchroner Lauf der Geber- und Empfängermaschinen bis zum Stillstand der Maschine aufrechterhalten bleibt. Der Hi:lfagenerator kann hierbei die Ständer der als elektrische Welle geschalteten Drehstrommasichinen speisen, von denen die Gebermasichine mit dem Gleichstrommotor des Leonardsatzes und die Empfängermaschine mit der Arbeitsmaschine gekuppelt ist.The invention relates to a safety circuit in a Leonard circuit controlled machine tool drives for the synchronous run-down one after the other Transmitter and receiver principle working electric shaft, its transmitter machine is coupled to the drive motor of the machine tools, in which the above outlined disadvantages of the known safety circuit of a similar type thereby can be avoided, since ß the supply of the electric wave from an additional, auxiliary generator coupled to the drive motor of the Leonard unit takes place, its energy requirement in the event of a power failure from the rotating masses of the machine unit is covered, which are selected in this way or enlarged by additional flywheel masses, that in the event of a power failure, the transmitter and receiver machines will run synchronously up to Machine standstill is maintained. The Hi: lfagenerator can do this feed the stator of the three-phase machines connected as an electric shaft, of which the encoder machine with the DC motor of the Leonard theorem and the Receiver machine is coupled to the working machine.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal der Sicherheitsschaltung besteht darin, daß diese bei Verwendung für den Antrieb einer Drehbank eine mit dem Support gekuppelte Verstelleinrichtung aufweist, die bei Netzausfall ebenfalls von dem Hilfsgenerator gespeist wird und das an dem Support sitzende Werkzeug außer Eingriff von dem Werkstück bringt. Diese Verstelleinrichtung des Supports kann über eine bei Netzausfall von dem Hilfsgenerator erregte Magnetkupplung mit der Empfängermaschine der elektrischen Wellenanordnung kuppelbar sein. Die Magnetkupplung kann von einem Hilfskontakt des Netzschalters mit Nullspannungsauslösung gesteuert und von dem Hilfsgenerator über einen Gleichrichtex gespeist werden. Zweckmäßigerwevse liegt weiterhin in dem vom Netzzustand überwachten und bei Netzausfall vom Hilfsgenerator gespeisten Steuerkreis der Magnetkupplung ein von dem Support zur Begrenzung seiner Absetzbewegung von dem Werkstück gesteuerter Endschalter.Another feature of the invention of the safety circuit is that this when used for driving a lathe is coupled to the support Has adjusting device, which in the event of a power failure also from the auxiliary generator is fed and the tool sitting on the support is disengaged from the workpiece brings. This adjustment device of the support can be accessed via a power failure of the auxiliary generator excited magnetic coupling with the receiving machine of the electrical Shaft arrangement can be coupled. The magnetic coupling can be controlled by an auxiliary contact of the Mains switch with zero voltage release controlled and from the auxiliary generator via fed a rectifier will. Expediently lies still in the monitored by the network status and fed by the auxiliary generator in the event of a power failure Control circuit of the magnetic coupling from the support to limit its settling movement limit switch controlled by the workpiece.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Von einem Leonardsatz ist der Antriebsmotor 1 über den Schalter 2 mit einem Drehstromnetz 3 verbunden, der Leonardgenerator 4 mit dem Antriebsmotor 1 und dar Leonardmotor 5 mit dem Läufer 6 der Gebermaschine 7 einer elektrischen Wellenanordnung gekuppelt. Der Läufer 8 der Empfängermaschine 9 der elektrischen Wellenanordnung ist mit dem Vorschubantrieb des Supports 10 und der Leonardmotor 5 mit der Hauptspindel 21 mechanisch verbunden.The drive motor 1 is from a Leonard sentence via switch 2 connected to a three-phase network 3, the Leonard generator 4 with the drive motor 1 and dar Leonard motor 5 with the rotor 6 of the encoder machine 7 of an electrical Coupled shaft arrangement. The rotor 8 of the receiving machine 9 of the electrical Shaft arrangement is with the feed drive of the support 10 and the Leonard motor 5 mechanically connected to the main spindle 21.

Mit dem Antriebsmotor 1 ist gemäß der Erfindung ein Hilfs-Drehstromgenerator 11 gekuppelt, der die Ständer 12, 13 der Drehstrommaschinen 7, 9 der elektrischen Wellenanordnung mit Strom versorgt. Der Hilfsgenerator 11 speist ferner auch den Steuerkreis 14, der einen Gleichrichter 15, einen von dem Netzschalter 19 gesteuerten Hilfskontakt 16, einen von dem Support 10 in der vom Werkstück 17 entfernten äußeren Endstellung betätigten Endschalter 18 und eine einerseits mit dem Läufer 8 der Empfängermaschine 9 und andererseits mit dem Support 10 verbundene Magnetkupplung 20 enthält.With the drive motor 1 is an auxiliary three-phase generator according to the invention 11 coupled to the stator 12, 13 of the three-phase machines 7, 9 of the electrical Shaft assembly powered. The auxiliary generator 11 also feeds the Control circuit 14, the rectifier 15, one controlled by the power switch 19 Auxiliary contact 16, one from the support 10 in the outer one remote from the workpiece 17 End position actuated limit switch 18 and one on the one hand with the rotor 8 of the receiving machine 9 and on the other hand with the support 10 connected magnetic coupling 20 contains.

Bei Ausfall des Netzes 3 wird der Schalter 2 geöffnet, wodurch der Antriebsmotor 1 von dem Netz 3 abgeschaltet wird. Durch die kinetische Energie der Maschinen 1, 4, 11 bleibt die der Drehzahl der Umformergruppe proportionale Spannung des Hilfsgenerators 11 zunächst unverändert. Die dann weiter von dem Hilfsgenerator 11 gespeisten Drehstrommaschinen 7, 9 der elektrischen Wellenanordnung laufen demnach bis zur Erreichung der Kippgrenze synchron weiter.If the network 3 fails, the switch 2 is opened, whereby the Drive motor 1 is switched off from the network 3. Due to the kinetic energy of the Machines 1, 4, 11 remain the voltage proportional to the speed of the converter group of the auxiliary generator 11 initially unchanged. Which then continues from the auxiliary generator 11 fed three-phase machines 7, 9 of the electrical shaft arrangement are running accordingly synchronously until the tipping limit is reached.

Mit der Abschaltung des Netzes 3 durch den geöffneten Schalter 2 wird gleichzeitig der Hilfskontakt 16 eingeschaltet. Die Magnetkupplung 20 wird dann über den Gleichrichter 15 von dem Strom des Hilfsgenerators 11 erregt und dadurch der Läufer 8 der Empfängermaschine 9 mit der Verstellvorrichtung des Supports 10 gekuppelt. In diesem Falle wird dann der Support 10 von dem Werkstück 17 entfernt und damit das Werkzeug 22 von dem Werkstück 17 außer Eingriff gebracht. Sobald der Support 10 den Endschal- ; ter 18 betätigt und öffnet, wird die Magnetkupplung 20 wieder entregt, wodurch der Support 10 nicht mehr von dem Werkstück 17 weiter entfernt wird. Die Absetzbewegung des Supports 10 von dem Werkstück kommt dann zum Stillstand. , Durch entsprechende Bemessung der kinetischen Massen der Maschinen 1, 4, 5, 7, 11, gegebenenfalls kann auch ein zusätzliches Schwungrad beispielsweise mit dem Hilfsgenerator 11 verbunden werden, kann erreicht werden, daß das Kippen der elektrischen i Wellenanordnung 7, 9 zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem keine Beschädigung des Werkstückes 17 mehr zu befürchten ist. Es ist ferner ein besonderer Vorzug der erfind@ingsgemäßen Antriebsanordnung, daß durch Jie Kupplung der Maschinen 4, 1, 11 miteinander und t die Kuppl#zng des Leonardmotors 5 mit der Gebermaschine 7 bei Netzausfall eine verhältnismäßig hohe kinetische Energie zur Verfügung steht, die die Aufrechterhaltung des Synchronismus zwischen den beiden Wellenmaschinen 7, 9 über einen längeren Zeitraum gewährleistet, als es mit den bisher bekannten Antriebsanordnungen mit Hilfsgenerator möglich war.With the shutdown of the network 3 by the open switch 2 is at the same time the auxiliary contact 16 is switched on. The magnetic coupling 20 is then excited via the rectifier 15 by the current of the auxiliary generator 11 and thereby the rotor 8 of the receiving machine 9 with the adjustment device of the support 10 coupled. In this case, the support 10 is then removed from the workpiece 17 and thus the tool 22 is disengaged from the workpiece 17. Once the Support 10 the end scarf; ter 18 is actuated and opens, the magnetic coupling 20 de-energized again, as a result of which the support 10 is no longer further removed from the workpiece 17 will. The lowering movement of the support 10 from the workpiece then comes to a standstill. , By appropriate dimensioning of the kinetic masses of machines 1, 4, 5, 7, 11, if necessary, an additional flywheel, for example with the Auxiliary generator 11 can be connected, that tilting the electrical i shaft arrangement 7, 9 takes place at a time in which no damage to the Workpiece 17 is more to be feared. It is also a particular advantage of the invention Drive arrangement that by Jie coupling of the machines 4, 1, 11 with each other and t the coupling of the Leonard motor 5 with the encoder machine 7 in the event of a power failure relatively high kinetic energy is available, which is the maintenance the synchronism between the two wave machines 7, 9 over a longer period of time guaranteed than with the previously known drive arrangements with an auxiliary generator was possible.

Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist bei allen .elektrischen Antrieben anwendbar, bei denen im Störungsfall ein synchroner Auslauf sichergestellt sein muß, also beispielsweise bei Drehbänken, Karusseldrehbänken mit und ohne Kopiereinrichtungen, Bohrwerken u. dgl.The drive arrangement according to the invention is in all .electric Drives can be used that ensure synchronous stopping in the event of a fault must be, for example with lathes, carousel lathes with and without copying devices, Boring mills and the like

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Safety circuit for controlled in Leonard circuit Machine tool drives for the synchronous run-down one after the encoder and Receiver principle working electric shaft, whose encoder machine with the drive motor the machine tool is coupled, characterized in that the supply of the electric shaft from an additional, with the drive motor (1) of the Leonard unit (1, 4) coupled auxiliary generator (11) takes place, whose energy requirements in the event of a power failure is covered by the rotating masses of the machine assembly (1, 4, 11), the are chosen or increased by additional centrifugal masses that in the event of a power failure a synchronous run of the transmitter and receiver machines (7, 9) to a standstill the machine is maintained.

2. Safety circuit according to claim 1, characterized characterized in that the auxiliary generator (11) is the stator as an electric shaft switched three-phase machines (7, 9), of which the encoder machine (7) with the Glench current motor (5) of the Leonard sentence and the receiving machine (9) with the Working machine (10) is coupled.

3. Safety circuit for driving a Lathe according to claim 1, characterized in that one with the support (10) Coupled adjustment device in the event of a power failure, also from the auxiliary generator (11) is fed and the tool (22) sitting on the support (10) is disengaged brings from the workpiece (17).

4. Safety circuit according to claim 3, characterized characterized in that the vers, telleinrichtung the support (10) via a power failure Magnetic coupling (20) with the receiving machine, excited by the auxiliary generator (11) (9) the electrical shaft arrangement (7, 9) can be coupled.

5. Safety circuit according to claim 4, characterized in that the magnetic coupling (20) is controlled by an auxiliary contact (16) of the mains switch (19) is controlled with zero voltage release.

6. Safety circuit according to claim 4, characterized in that the magnetic coupling (20) is from the auxiliary generator (11) is fed via a rectifier (15).

7. Safety circuit according to claim 4, characterized in that in the monitored by the network state and in the event of a power failure from the auxiliary generator (11) fed control circuit (14) of the magnetic coupling (20) one of the support (10) to limit its settling movement of the workpiece controlled limit switch (18) lies. Considered publications: German Patent Specifications No. 825 571, 894 731.