DE1067512B - Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung - Google Patents

Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung

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DE1067512B
DE1067512B DEF9544D DEF0009544D DE1067512B DE 1067512 B DE1067512 B DE 1067512B DE F9544 D DEF9544 D DE F9544D DE F0009544 D DEF0009544 D DE F0009544D DE 1067512 B DE1067512 B DE 1067512B
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Dipl-Ing Gerhard Rosteck
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

  • Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Tasteinrichtung nach Patent 932757 mit elektromagnetischer Wendekupplung und einer aus einem am Taster befestigten Meßring und einem mit dem Meßring zusammenwirkenden, um seine Achse umlaufenden Meßkopf mit Meßkontakt bestehenden Vorsteuereinrichtung, die einen elektrischen Schalter für ein elektronisches Steuergerät bildet. Dieses elektronische Steuergerät schaltet zwei stets gegenläufig umlaufende, den Meßkopf antreibende elektromagnetische Kupplungen derart, daß diese zwangläufig wechselseitig geschlossen und geöffnet werden und dadurch ein links-bzw. rechtsdrehender Antrieb des Meßkopfes erfolgt.
  • Zweck der Erfindung ist es, die Kopiergenauigkeit der Tasteinrichtung, die Kopiergeschwindigkeit, die zu erzielende Oberflächengüte und die Lebensdauer sowie die Betriebssicherheit der gesamten Einrichtung zu verbessern. Erreicht wird dies durch eine weitere Ausgestaltung des elektronischen Steuergerätes, die darin besteht, daß ein Abheben des Taststiftes vom Modell bzw. von der Steuerkurve bei der Umkehrung der Kopierrichtung verhindert wird. Erfindungsgemäß wird dieses Abheben dadurch verhindert, daß im Gitterkreis der ersten Elektronenröhre ein der Umschaltvorrichtung zugeordneter Unterbrecherkontakt vorgesehen ist, welcher durch einen Kondensator und Widerstand als Zeitrelais ausgebildet ist.
  • Das elektronische Steuergerät gemäß der Erfindung arbeitet praktisch trägheitslos, so daß die Meßfrequenz um ein Mehrfaches erhöht wird. Dadurch kann die Vorschubgeschwindigkeit für den Kopiervorgang erhöht werden. Bei hohen Meßfrequenzen können Richtungsänderungen schneller vorgenommen werden. Außerdem ergibt sich ein weiterer Vorteil daraus, daß die Belastung des Meßkontaktes infolge der Hochohmigkeit des geschalteten Gitterkreises praktisch vernachlässigt werden kann, wodurch die Lebensdauer des Meßkontaktes nahezu unbegrenzt wird. Auch die Kopiergenauigkeit und die Kopiergeschwindigkeit erhalten eine Steigerung, ebenso wie die Oberflächengüte.
  • Um die Vorteile einer Tasteinrichtung nach dem Patent 932 757 voll wirksam zu machen, muß das zugehörige elektronische Steuergerät folgende Bedingungen erfüllen: a) trägheitsarme Nachstellung des Meßsystems, b) trägheitsarme Umkehr der Tasteinrichtung und c) Umstellung des Meßsystems für die umgekehrte Tastrichtung durch eine dem Meßkopf aufgezwungene Drehbewegung, welche von dem Tastvorgang unabhängig ist.
  • Erfüllt werden diese Bedingungen durch die erfindungsgemäße Ausbildung des elektronischen Steuergerätes. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig.1 schematisch die Anordnung des elektronischen Steuergerätes mit Bezug auf die Tasteinrichtung nach Patent 932 757 und Fig. 2 das Schaltschema des elektronischen Steuergerätes gemäß der Erfindung.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung sei an Hand der Fig. 1 kurz auf die mit dem elektronischen Steuergerät zusammenwirkenden Teile der Tasteinrichtung nach Patent 932 757 verwiesen. Am oberen Ende des Tasters 3 ist der Meßring 62 angeordnet, dem der Meßkopf 63 mit seinem Meßkontakt70 gegenüberliegt. Der Meßkontakt 70 ist elektrisch leitend mit dem um den Meßkopf gelegten Schleifring 66 verbunden, dessen Kontakt 65 die Verbindung zu dem die Elektronenröhren 67 und 68 enthaltenden elektronischen Steuergerät herstellt, und zwar zu dem Gitter der ersten Elektronenröhre 67. Da der ganze Taster an Masse liegt, erfolgt je nach Kontaktgabe durch den Meßkontakt 70 der Spannungsschluß zur Elektronenröhre 67 oder 68, von denen aus die vom Motor 80 her über das Wendegetriebe stets entgegengesetzt angetriebenen elektromagnetischen Kupplungen 76, 77 so erregt werden, daß jeweils mit Hilfe der Mitnehmerscheibe 69 wechselweise der Meßkopf links- bzw. rechtsdrehend angetrieben wird.
  • Zur Erfüllung der unter den vorstehenden Punkten a, b und c aufgeführten Bedingungen wird erfindungsgemäß das elektronische Steuergerät gemäß dem Schaltschema nach Fig.2 ausgeführt. Dieses Schaltschema zeigt oben den elektronischen Teil und unten den Schwachstromteil des Steuergerätes.
  • In dem elektronischen Teil befinden sich die beiden Elektronenröhren 67 und 68 mit den Anodenspannungen L' 1 und L"2. Das Gitter G 1 der Elektronenröhre 67 und das Gitter G 2 der Elektronenröhre 68 liegt an der Gitterspannung (T3. Die Spannungen U I und U 2 werden von einem nicht dargestellten Transformator abgenommen. In den Gitterkreisen der Elektronenröhren sind die Gitterwiderstände R1, R2, R3, R5 und R 6 und in den Anodenkreisen die Anodenwiderstände RS und R9 enthalten. In den Kathodenkreisen liegen die Erregerspulen 11I1 und 312 der elektromagnetischen Kupplungen 76 und 77 sowie die Kathodenwiderstände R4 und R7. Es sind ferner die Schaltkontakte I a, I b und I c eines im Schwachstromteil der Schaltung vorhandenen Umschaltrelais I für die elektromagnetischen Kupplungen 76 und 77 vorgesehen sowie ein Schaltkontakt II a eines Verzögerungsrelais 1I (im Schwachstromteil). Der Schaltkontakt II a liegt in dem Eingang E des Gitterkreises der ersten Elektronenröhre 67. Der Eingang wird durch das Zusammenwirken des Meßkontaktes 70 mit dem Meßring 62 geöffnet und geschlossen.
  • Der Schwachstromteil der Schaltung liegt an der Spannung U4 eines nicht dargestellten Transformators und enthält das bereits genannte Umschaltrelais I mit seinen Schaltkontakten I a, I b und I c im elektronischen Teil sowie mit weiteren Schaltkontakten I d, I e und I f im Schwachstromteil, das genannte Verzögerungsrelais II mit seinem Schaltkontakt II a im elektronischen Teil und ein Unterbrecherrelais III mit seinem Schaltkontakt III a für den Selbsthaltekreis des Umschaltrelais I. In dem Schwachstromteil liegen ferner die beiden Kondensatoren C1 und C2 mit den ihnen zugeordneten Widerständen R 10, R 11, R 12 und R 13 sowie die beiden Endschalter S1 und S2, die durch einstellbare, am nicht dargestellten Maschinenschlitten angeordnete Schaltnocken zur elektrischen Itnpulsgabe betätigt werden. Zu Punkt a) In der dargestellten Schaltstellung ist bei geöffnetem Eingang E, der im Sinne des Zusatzverhältnisses zum Patent 932 757 dem geöffneten Kontakt zwischen dem Meßkontakt 70 und dem Meßring 62 entspricht und nach einer Impulsgabe am Endschalter S 1 die Elektronenröhre 67 durch die über ihren Gitterwiderstand R 1 an ihrem Steuergitter G 1 liegende negative Gitterspannung U3 gesperrt. Dadurch wird an dem Steuergitter G2 der Elektronenröhre 68 über ihren Gitterwiderstand R6 nur die an ihrem Kathodenwiderstand R 7 anfallende Vorspannung wirksam, d. h., die Elektronenröhre 68 ist geschlossen, und die Erregerspule M2 der elektromagnetischen Kupplung 77 wird erregt.
  • Wird der Kontakt zwischen dem Meßkontakt 70 und dem Meßring 62 im Eingang E geschlossen, so bricht durch Überbrückung der Gitterspannung U3 und des Gitterwiderstandes R 1 mit dem Gitterwiderstand R2 über den geschlossenen Schaltkontakt I c die Gitterspannung U3, die hier als Sperrspannung dient, an dem Gitterwiderstand R 1 zusammen, und es liegt lediglich die an dem Kathodenwiderstand R4 abfallende Spannung über die Gitterwiderstände R 2 und R 3 an dem Steuergitter G 1 der Elektronenröhre 67. Diese Röhre ist dadurch geschlossen, und die Erregerspule ill1 der elektromagnetischen Kupplung 76 wird erregt. Gleichzeitig gelangt der gesamte Spannungsabfall im Kathodenkreis der Elektronenröhre 67 über den Gitterwiderstand R5 an das Steuergitter G2 der Elektronenröhre 68 und sperrt diese.
  • Auf diese Weise ist eine ständige Wechselwirkung zwischen beiden Elektronenröhren erreicht. Bei offenem Eingang E ist also die Elektronenröhre 67 offen und die Elektronenröhre 68 geschlossen, und bei kurzgeschlossenem Eingang G ist die Elektronenröhre 67 geschlossen und die Elektronenröhre 68 offen, wodurch entsprechend die elektromagnetischen Kupplungen 76 und 77 wechselweise geschaltet werden.
  • Zur Verringerung der Schaltverzögerung der beiden elektromagnetischen Kupplungen 76 und 77 durch die Selbstinduktion der Erregerspulen M1 und 1I2 dienen die beiden Anodenwiderstände R8 und R9.
  • Mit den vorstehend beschriebenen Mitteln des elektronischen Steuergerätes ist bereits ein Tastvorgang nach Patent 932 757 in einer einzigen Richtung möglich, und die erreichbare hohe Schaltfrequenz der Anordnung gewährleistet eine praktisch fehlerfreie Abtastung.
  • Zu Punkt b) Die Abtastung von Modellen erfolgt vornehmlich im Zeilenverfahren. Die Umkehr an den Enden der Zeilen wird durch entsprechend gesetzte Endschalter ausgelöst.
  • Bei dem in dem Patent 932 757 beschriebenen Tastverfahren bestimmt die Richtung der Vorauslenkung des Fühlers, also letzten Endes die Stellung des Meßkopfes innerhalb des Meßringes die Abtastrichtung. Es könnte eine Umpolung des das Wendegetriebe antreibenden Elektromotors 80 zur Umkehr der Tastrichtung benutzt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil einer verhältnismäßig großen Trägheit. Diese wirkt sich derart aus, daß die Tasteinrichtung, deren Steuerung durch den zeitweisen Stillstand des antreibenden Motors aussetzt, entweder einen gewissen Betrag über den Umkehrpunkt hinausläuft oder aber den Kontakt mit dem abzutastenden Körper verliert.
  • Die Bedingung einer trägheitsarmen Umkehrung der Tastrichtung, d. h. einer Drehung des Meßkopfes 63 zum Wechsel der Tastrichtung um 120° gegenüber der vorher innegehabten Stellung, damit wieder eine Anlagedruckkomponente von 30° an das Modell zustande kommt (s. Patent 932 757) wird erfindungsgemäß wie folgt gelöst: Der Umkehrvorgang wird durch die EndschalterS1 und S2 eingeleitet. Der Endschalter S1 schaltet das Umschaltrelais I mit seinen Schaltkontakten I a, I b, I c (im elektronischen Teil) und I d, I e, I f (im Schwachstromteil) und der Endschalter S2 das Unterbrecherrelais III mit dem Schaltkontakt III a. In der gezeichneten Schaltstellung hat der EndschalterS1 durch eine Impulsgabe das Umschaltrelais I betätigt, welches sich über den geschlossenen Schaltkontakt II a im elektronischen Teil und den geschlossenen Schaltkontakt III a im Schwachstromteil an der Spannungsquelle U4 selbst hält. In dieser Schaltstellung hat die Anordnung die vorher unter Punkt a) beschriebene Funktion. Bei nachfolgender Impulsgabe durch den Endschalter S2 wird das Unterbrecherrelais III kurzzeitig angezogen und öffnet den Schaltkontakt IIIa. Dadurch wird der Selbsthaltekreis des Umschaltrelais I unterbrochen, welches nun in seine Ruhestellung zurückgeht. Hierbei werden die Schaltkontakte I c und I a geöffnet und der Schaltkontakt I b geschlossen. Die positive Seite der Sperrspannung U3 ist von dem Kathodenpotential getrennt, und es liegt die normale Vorspannung über den Gitterwiderstand R3 an dem Steuergitter G 1 der Elektronenröhre 67, welche dadurch geschlossen wird und die Elektronenröhre 68 öffnet. Durch Kurzschließen des Einganges E, d. h. bei Kontaktgabe zwischen dem Meßkontakt 70 und dem Meßring 62 wird die Sperrspannung U 3 und der Gitterwiderstand R 1 wieder wirksam, d. h., die Elektronenröhre 67 ist nun geöffnet und damit die Elektronenröhre 68 geschlossen.
  • Aus dem Vergleich der Funktionen der elektronischen Steuerung bei angezogenem und abgefallenem Umschaltrelais I ergibt sich die Tatsache, daß die Steuerfunktionen bei Relaisumschaltung jeweils umgekehrt, d. h. die entgegengesetzten Magnetkupplungen geschaltet werden. Hieraus resultiert eine umgekehrte Rotation des Meßkopfes, welche eine Umkehr der Tastrichtung bedeutet.
  • Die Verzögerung dieser Umkehranordnung ist so gering, daß bei der Umschaltung praktisch kein unerwünschter Überlauf des Tasters am Modell eintreten kann. Zu Punkt c) Da der Meßkopf 63 nach Patent 932 757 im Sinne einer Schwarz-Weiß-Schaltung einen sehr schnellen Schaltvorgang ausführt (Pendelbewegung innerhalb eines sehr kleinen Winkelweges), ist nie mit Sicherheit bestimmt, ob das Umschaltmoment in eine Links- oder Rechtsdrehung des Meßkopfes fällt.
  • Um mit Bestimmtheit zu erreichen, daß im Sinne der vorerwähnten Umkehr der Andruckkomponente des Taststiftes der Meßkopf den 120°-Weg in die neue Kopierrichtung nimmt und nicht den 240°-Weg beschreibt, ist das Verzögerungsrelais II im Schwachstromteil mit seinem Schaltkontakt Ha im elektronischenTeil vorgesehen.
  • Bei jedem Umschaltvorgang, wie unter Punkt b) beschrieben, wird dies Verzögerungsrelais II über den Kondensator C 1 und den Widerstand R 10 oder den Kondensator C 2 und den Widerstand R 12 erregt und unterbricht seinen Schaltkontakt II a im Eingang E kurzzeitig. Diese Unterbrechung würde an sich eine Drehbewegung des Meßkopfes auf dem 240°-Winkelweg hervorrufen, da aber gleichzeitig durch das Umschaltrelais I die Steuerwirkung umgekehrt wird, beschreibt der Meßkopf nun den gewünschten 120°-Weg. Hierbei ist er von dem Kopiervorgang infolge der durch den Schaltkontakt II a unterbrochenen Steuerleitung unbeeinflußt. Die Kondensatoren C1 und C2 und die Widerstände R 10 und R 12 sind so bemessen, daß der Öffnungskontakt zwischen dem Meßkontakt 70 und dem Meßring 62 bei Erreichen der neuen 30°-Komponente schließt und die automatische Steuerwirkung wieder einsetzt. Nach erfolgter Betätigung des Verzögerungsrelais II werden die Kondensatoren C 1 und C 2 durch die Schaltkontakte I e und I f und über die Widerstände R 11 und R 13 wieder entladen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung nach Patent 932 757, die durch ein elektronisches Steuergerät gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung des Abhebens des Taststiftes vom Modell bzw. von der Steuerkurve bei der Umkehr der Kopierrichtung im Gitterkreis der Elektronenröhre (67) ein der Umschaltvorrichtung (S1 und S2) zugeordneter Unterbrecherkontakt (II a) vorgesehen ist, welcher durch den Kondensator (C1) und Widerstand (R10) bzw. Kondensator (C2) und Widerstand (R12) als Zeitrelais ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 507 932, 709 781.
DEF9544D 1952-01-22 1952-07-21 Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung Pending DE1067512B (de)

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DEF8162D DE932757C (de) 1951-08-03 1952-01-22 Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetisch oder mittels Feder erzwungener Anlage des Tasters an das Modell
DEF9544D DE1067512B (de) 1952-01-22 1952-07-21 Automatische Tasteinrichtung mit elektromagnetischer Wendekupplung

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE507932C (de) * 1930-09-22 Elek Sche App M B H Ges Einrichtung zur Umsteuerung von Motoren mittels Brueckenschaltung und Verstaerkeranordnung
DE709781C (de) * 1934-09-13 1941-08-27 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Steuerung von mehrphasigen Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit einer verhaeltnismaessig schwachen Steuerenergiequelle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE507932C (de) * 1930-09-22 Elek Sche App M B H Ges Einrichtung zur Umsteuerung von Motoren mittels Brueckenschaltung und Verstaerkeranordnung
DE709781C (de) * 1934-09-13 1941-08-27 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Steuerung von mehrphasigen Gas- oder Dampfentladungsstrecken mit einer verhaeltnismaessig schwachen Steuerenergiequelle

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