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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulserzeuger, welcher in Anwendungen für numerische Steuerungen verwendet wird und womit die Bewegung und Positionierung von Schneidwerkzeugen, Werkzeugstücken oder ähnlichen Werkzeugen in einer Werkzeugmaschinerie gesteuert wird. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einem manuellen Impulserzeuger, welche mit einer Anzeige und einem als Drucktaste ausgebildeten Funktionsknopf sowie einer Funktion zur Selbstprüfung für den Einschaltvorgang ausgestattet ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein manueller Impulserzeuger stellt eine Vorrichtung dar, welche für Werkzeugmaschinen verwendet wird, um die Bewegung und die Positionierung von Schneidwerkzeugen, Werkstücken oder ähnlichen Werkzeugen zu steuern. Die Verwendung derartiger Impulserzeuger ist gegenwärtig auf dem Gebiet der numerischen Steuerungen weit verbreitet. Üblicherweise werden vom Impulserzeuger Pulse ausgegeben und ihre Frequenz mit einem von Hand drehbaren Drehknopf eingestellt. Auf einer Skala des Drehknopfs angegebene Pulse entsprechen vom Impulserzeuger auszugebenden Pulsen. Das Soll der Bewegung des Schneidwerkzeugs bzw. des Werkstücks steht in direktem Verhältnis zu dem ausgegebenen Puls. Wenn der Drehknopf am manuellen Impulserzeuger gedreht wird, werden Pulse ausgegeben (in der Frequenz zunehmende Pulse werden genau dann ausgegeben, wenn der Drehknopf des Impulserzeugers in positiver Richtung bewegt wird, und in der Frequenz abnehmender Pulse werden genau dann ausgegeben, wenn der Drehknopf des Impulserzeugers in negativer Richtung bewegt wird).
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Aus der
US 5,789,874 A ist eine Vertikalablenkungpolaritätsumschaltungschaltung für einen Kathodenstrahlröhrenprojektor bekannt, wobei die Vertikalablenkungpolarität mit einem externen Einzelschrittbetrieb unter Verwendung einer externen Vorrichtung zu Abgabe eines Polaritätumschaltsignals umgeschaltet wird. Die
US 5,460,327 A offenbart eine Anordnung zur automatischen Positionierung eines mechanisch verstellbaren Sattels eines Geräts zur Bearbeitung von Flachmaterialien, wobei die Position des mit einer Spiralschnecke gekoppelten Sattels unter Verwendung eines Schrittmotors einstellbar ist, welcher von einer ein Daumenrad umfassenden Steuerung gesteuert wird. Dabei dient das Daumenrad zur Einstellung der Fahrgeschwindigkeit des Schrittmotors. Aus der
WO 01/20600 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrrichtung zum Erzeugen eines Impulses für eine elektrische Servolenkung bekannt, welcher einem mit einer Lenkstange gekoppelten Elektromotor eingespeist wird. Aus der
US 5,029,329 A ist eine Kontrollvorrichtung zur Abtastung einer Drehfrequenz einer Hauptspindel einer NC Maschine bekannt, wobei die Abtastung zur Ansteuerung der NC Maschine je nach Einstellung einer Schaltvorrichtung alternativ zu oder in Übereinstimmung mit einer über einen Einstellhebel manuell einstellbaren Drehfrequenz dient.
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In der herkömmlichen technischen Umsetzung tritt die folgende Problematik auf. Wenn sich der Impulserzeuger im Modus der Feinjustierung befindet, ist die Drehwelle des Drehknopfs des Impulserzeugers dämpfungsfrei eingestellt und kann stufenfrei justiert werden, so dass es ein Benutzer nicht möglich ist, die Einstellungsposition des Impulserzeugers in der Feinjustierung spürbar wahrzunehmen. Deshalb ist es schwierig, die Drehbewegung zu kontrollieren. Die oben genannte Problematik wird gegenwärtig folgender maßen gelöst: Wie in 1 gezeigt ist, wird ein zwischen geschaltetes Gerät eingesetzt, um dem Benutzer zu ermöglichen, die Einstellung der Feinjustierung spürbar wahrzunehmen. Das zwischen geschaltete Gerät umfasst ein Drehrad 101, welches mit der oben genannten Drehwelle de Drehknopfs zusammenwirkt und mit der Drehwelle synchronisierend drehbar ist. Das Drehrad 101 umfasst eine Verzahnung. Eine Federung 103 drückt eine vergleichsweise kleine, drehbare Welle 102 auf die Verzahnung des Drehrads 101. Falls das Drehrad 101 rotiert, bewegt sich die kleine, drehbare Welle 102 von einem Tal zwischen zwei Zähnen zu einer Zahnspitze eines Zahnes der Verzahnung des Drehrads 101 oder von einer Zahnspitze in ein Zahntal, wobei der Pressdruck der kleinen, drehbaren Welle 102 entsprechend variiert, so dass eine elastische Dämpfung erzeugt wird, um der Drehbewegung des Drehrad 101 entgegen zu wirken. Dadurch wird es dem Benutzer des Impulserzeugers ermöglicht, die Drehbewegung des Drehknopfs nach Art einer Schaltung mit Stufenintervallen spürbar wahr zu nehmen. Mit den Mitteln der elastischen Dämpfung, welche von der Federung 103 bewirkt wird, kann eine am Drehknopf vorgenommene Drehung spürbar wahrgenommen werden. Somit ist die Anzahl der erzeugten Pulse für den Benutzer bestimmbar. Jedoch werden bei oben geschilderter Lösung Bauteile verwendet, welche miteinander in Kontakt treten und mechanisch zusammenwirken. Dies führt zur Abnutzung von Material an den Bauteilen und wiederum zur Verkürzung der Lebensdauer des Impulserzeugers.
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Zudem haben herkömmliche Impulserzeuger keine Option der Anzeige der ausgegebenen Pulse. Wenn der Impulserzeuger durch einen Benutzer eingestellt wird, kann der Benutzer üblicherweise nicht feststellen, ob Pulse vom Impulserzeuger ausgegeben wurden. Weiterhin kann der Benutzer nicht feststellen, ob die Anzahl der tatsächlich ausgegebenen Pulse mit den am Impulserzeuger eingestellten Pulsen übereinstimmt, d. h., ob eine vorgenommene Drehung des Drehknopfs am Impulserzeuger um einen Drehwinkel, welchem eine bestimmte Anzahl von Pulsen zugeordnet ist, mit der Anzahl der tatsächlich ausgegebenen Pulse übereinstimmt. Aufgrund dessen kann die Ausgabe der Pulse vom Impulserzeuger leicht zu falscher Einstellung an der Werkzeugmaschinerie führen. Bei schwer wiegender Fehleinstellung kann das Schneidwerkzeug an der Werkzeugmaschinerie zu Schaden kommen, was wiederum zum Verlust des Schneidwerkzeugs führen kann. Von einer schwer wiegenden Fehleinstellung kann auch ist die Werkzeugmaschinerie betroffen sein, wodurch schließlich der Produktionsdurchsatz verringert werden könnte. Die Wegstrecke des Schneidwerkzeugs steht im Verhältnis zu den von dem Impulserzeuger ausgegebenen Pulsen, d. h. je größer die Wegstrecke des Schneidwerkzeugs oder des Werkstück sein soll, desto großer muss der Drehwinkel bzw. die Anzahl der Drehungen des Drehknopfs des Impulserzeugers gewählt werden. Bei herkömmlichen Impulserzeugern wird zur Einstellung des Drehknopfs besonders viel Zeit benötigt, wodurch die Wirtschaftlichkeit weiter verringert wird. Ferner weist ein herkömmlicher manueller Impulserzeuger einen weiteren Nachteil auf; für den Fall, dass der Impulserzeuger nicht funktionsgemäß arbeitet, ist die Erkennung einer Fehlfunktion lediglich möglich, wenn der Impulserzeuger mit einem System der Maschinerie in Verbindung steht. Dies bedeutet für den Fall, dass das System der Maschinerie nicht funktionsgemäß arbeitet und der Impulserzeuger aufgrund der Verbindung des Systems der Maschinerie und des Impulserzeugers den Auslöser der Fehlfunktion darstellt, ist die Wartung dazu angehalten, alle anderen relevanten Komponenten des Systems der Maschinerie zu überprüfen und den Impulserzeuger mehrfach vom System zu trennen und wieder mit diesem zu verbinden. Ausschließlich dann kann durch die Wartung des Systems der Ort der Fehlfunktion festgestellt werden. Dadurch wird die Effizienz der Wartung und Reparatur beeinträchtigt. Dafür ist es notwendig, einen Impulserzeuger zur Verfügung zu stellen, wobei die oben genannten Nachteile nicht auftreten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um die Nachteile der herkömmlichen Impulserzeuger zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung einen manuellen Impulserzeuger zur Verfügung, welcher mit einer Selbstprüfung und einer Anzeigefunktion sowie einer Wahrnehmungsfunktion zur spürbaren Wahrnehmung der Einstellung des Impulserzeugers in der Feinjustierung ausgestattet ist. Die Erfindung wird durch die folgenden technischen Mittel verwirklicht.
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Ein manueller Impulserzeuger umfasst eine Eingabeeinheit zur Eingabe der Pulse durch Drehbewegung, gekennzeichnet durch eine zentrale Recheneinheit, wobei die Eingabeeinheit das Ausgabesignal der zentralen Recheneinheit zur Verfügung stellt. Nach Verarbeitung des Ausgabesignals wird das Ausgabesignal einem weiteren elektronischen Baustein zugeführt, welcher zur Ausführung einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, und ein Steuersignal erzeugt. Weiterhin ist die zentrale Recheneinheit elektrisch leitend mit einer Rückkopplungsschleife verbunden, um das Steuersignal einzufangen und um die Selbstprüfung für den Einschaltvorgang durchführen zu können. Ferner ist die zentrale Recheneinheit mit zwei Anzeigeleuchten elektrisch leitende verbunden, um Drehbewegung am Impulserzeuger in positiver bzw. negativer Richtung anzuzeigen.
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Die Eingabeeinheit weist eine manuelle Drehkomponente und eine Signalgeneratoreinheit sowie eine magnetisch agierende Bremseinheit auf. Die manuelle Drehkomponente weist eine Skalenscheibe auf, welche mit dem drehbaren Schaft des Impulserzeugers einhergeht.
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Die Signalgeneratoreinheit des Impulserzeugers weist eine Kodierscheibe auf, welche am drehbaren Schaft vorgesehen ist und mit dem drehbaren Schaft synchron rotiert. Die Signalgeneratoreinheit weist ferner einen photoelektrischen Schalter zur Überwachung der Kodierscheibe auf. Ein elektronisches Signal, welches von dem Schalter erzeugt wird, wird an die zentrale Recheneinheit übertragen.
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Die magnetisch agierende Bremseinheit weist eine Schale aus Eisen auf, welche mit der Skala einhergeht und synchron mit der Skala rotiert. Die magnetisch agierende Bremseinheit weist weiterhin einen außen liegenden Dämpfungsring mit Verzahnung auf. Ein innen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung ist zum außen liegenden Dämpfungsring konzentrisch vorgesehen. Der innen liegende Dämpfungsring im Gegensatz zum außen liegenden Dämpfungsring fixiert. Auf einer Außenfläche des innen liegenden Dämpfungsringes ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen sowie auf einer Innenfläche des außen liegenden Dämpfungsringes ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen, wobei beide Verzahnungen eine gleich große Anzahl von Zähnen umfassen und die Zähne in ihrer Ausformung miteinander übereinstimmen. Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring sind derart vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden Dämpfungsring und die Verzahnung auf dem außen liegenden Dämpfungsring zueinander beabstandet sind. Der innen liegende Dämpfungsring ist an Seite eines magnetischen Ringes angeordnet. Eine andere Seite des magnetischen Ringes ist über die Schale aus Eisen mit dem außen liegenden Dämpfungsring verbunden. Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring umfassen magnetisch aufgeladenes Material. In Folge dessen sind ein magnetische Nordpol und ein magnetischer Südpol auf dem innen liegenden Dämpfungsring bzw. dem außen liegenden Dämpfungsring ausgebildet, wobei die Polaritäten des magnetischen Pole, welche entlang benachbarter Zähne ausgebildet sind, entgegen gesetzt sind.
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Die Anzeigeleuchten für die Rotation in positiver Richtung und die Rotation in negativer Richtung sind an einer befestigten Auflage angeordnet.
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Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring sind mit einer Vielzahl von Stapel von dämpfenden Schichten ausgebildet.
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Ein manueller Impulserzeuger weist eine Eingabeeinheit zur Eingabe der Pulse durch Drehbewegung auf, gekennzeichnet durch eine zentrale Recheneinheit, eine als Drucktaste ausgebildete Signaleingabeeinheit; wobei die Eingabeeinheit zur Eingabe der Pulse durch Drehbewegung und die als Drucktaste ausgebildete Signaleingabeeinheit Ausgabesignale an die zentrale Recheneinheit übertragen. Nach Verarbeitung des Ausgabesignals wird das Ausgabesignal einem weiteren elektronischen Baustein zugeführt, welcher zur Ausführung einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, und ein Steuersignal erzeugt. Weiterhin ist die zentrale Recheneinheit elektrisch leitend mit einer Rückkopplungsschleife verbunden, um das Steuersignal einzufangen und um die Selbstprüfung für den Einschaltvorgang durchführen zu können. Ferner ist die zentrale Recheneinheit mit zwei Anzeigeleuchten elektrisch leitende verbunden, um Drehbewegung am Impulserzeuger in positiver bzw. negativer Richtung anzuzeigen.
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Die Eingabeeinheit weist eine manuelle Drehkomponente und eine Signalgeneratoreinheit sowie einen magnetisch agierende Bremseinheit auf. Die manuelle Drehkomponente weist eine Skalenscheibe auf, welche mit dem drehbaren Schaft des Impulserzeugers einhergeht.
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Die Signalgeneratoreinheit des Impulserzeugers weist eine Kodierscheibe auf, welche am drehbaren Schaft vorgesehen ist und mit dem drehbaren Schaft synchron rotiert. Die Signalgeneratoreinheit weist ferner einen photoelektrischen Schalter zur Überwachung der Platte auf. Ein elektronisches Signal, welches von dem Schalter erzeugt wird, wird an die zentrale Recheneinheit übertragen.
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Die magnetisch agierende Bremseinheit weist eine Schale aus Eisen auf, welche mit der Skala einhergeht und synchron mit der Skala rotiert. Die magnetisch agierende Bremseinheit weist weiterhin einen außen liegenden Dämpfungsring mit Verzahnung auf. Ein innen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung ist zum außen liegenden Dämpfungsring konzentrisch vorgesehen. Der innen liegende Dämpfungsring im Gegensatz zum außen liegenden Dämpfungsring fixiert. Auf einer Außenfläche des innen liegenden Dämpfungsringes ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen sowie auf einer Innenfläche des außen liegenden Dämpfungsringes ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen, wobei beide Verzahnungen eine gleich große Anzahl von Zähnen umfassen und die Zähne in ihrer Ausformung miteinander übereinstimmen. Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring sind derart vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden Dämpfungsring und die Verzahnung auf dem außen liegenden Dämpfungsring zueinander beabstandet sind. Der innen liegende Dämpfungsring ist an Seite eines magnetischen Ringes angeordnet. Eine andere Seite des magnetischen Ringes ist über die Schale aus Eisen mit dem außen liegenden Dämpfungsring. Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring umfassen magnetisch aufgeladenes Material. In Folge dessen sind ein magnetische Nordpol und ein magnetischer Südpol auf dem innen liegenden Dämpfungsring bzw. dem außen liegenden Dämpfungsring ausgebildet, wobei die Polaritäten des magnetischen Pole, welche entlang benachbarter Zähne ausgebildet sind, entgegen gesetzt sind.
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Der innen liegende Dämpfungsring und der außen liegende Dämpfungsring sind mit einer Vielzahl von Stapel von dämpfenden Schichten ausgebildet.
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Ein Verfahren zum Betrieb eines manuellen Impulserzeugers, wobei das Verfahren einen Schritt der Eingabe eines Signals in die zentrale Recheneinheit über die Eingabeeinheit durch Drehbewegung und einen Schritte der Ausgabe eines Steuersignals durch die zentrale Recheneinheit umfasst. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch einen weiteren Verfahrensschritt der Eingabe in die zentrale Recheneinheit über die Drucktaste und einen abschließenden Schritt der Ausgabe des Steuersignals durch die zentrale Recheneinheit.
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Der Verfahrensschritt der Eingabe eines Signals in die zentrale Recheneinheit über die Drucktaste weist Folgendes auf: Wenn die Drucktaste für eine kürzere Zeitdauer als 0.5 Sekunden bestätigt wird, wird ein Pulssignal in der zentralen Recheneinheit erzeugt, um eine Ausgabe des Steuersignal zu erreichen; wenn die Drucktaste für eine Zeitdauer zwischen 0.5 und 2.0 Sekunden bestätigt wird, wird ein Pulssignal zur Ausgabe bei einer Frequenz von 10 Hz in der zentralen Recheneinheit bereit gestellt; wenn die Drucktaste für eine Zeitdauer zwischen 2.0 und 5.0 Sekunden bestätigt wird, wird ein Pulssignal zur Ausgabe bei einer Frequenz von 100 Hz in der zentralen Recheneinheit bereit gestellt; wenn die Drucktaste für eine Zeitdauer über 5.0 Sekunden bestätigt wird, wird ein Pulssignal zur Ausgabe bei einer Frequenz von 1000 Hz in der zentralen Recheneinheit bereit gestellt.
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Auf die Einschaltung der Maschinerie folgend wird das Steuersignal an die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt, um die Selbstprüfung durchführen zu können.
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Wenn ein Steuersignal ausgegeben wird, schaltet die zentrale Recheneinheit die Anzeigeleuchte für die Drehbewegung in positiver Richtung oder die Anzeigeleuchte für die Drehbewegung in negativer Richtung ein, um den Zustand der Rotation eines Elektromotors anzuzeigen.
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Nach oben genannter technischer Lösung werden zwei magnetische Felder nach Art eines Sägezahnsignalverlaufs entlang der äußeren Fläche des innen liegenden Dämpfungsrings und der inneren Fläche des außen liegenden Dämpfungsrings erzeugt. Die zwei magnetischen Felder erzeugen eine Dämpfung. Durch Einstellung der Anzahl der Schichten des innen liegenden Dämpfungsrings und des außen liegenden Dämpfungsrings kann die Dämpfung Feldstärke variiert werden. Je größer die Anzahl der Schichten, desto stärker ist der Dämpfungseffekt. Je geringer die Anzahl der Schichten, desto schwächer ist der Dämpfungseffekt. Vorliegende Erfindung betreffend den manuellen Impulserzeuger, welcher mit einer manuellen Eingabescheibe mit einer Verzahnung für die magnetische Dämpfung ausgestattet ist, weist die Vorteile eines besonders guten Dämpfungseffekts sowie eines besonders deutlich spürbaren Wahrnehmung der Einstellung der Pulse durch die Drehbewegung mit der Eingabescheibe und einer besonders leichter Handhabung der Eingabescheibe auf. Weiterhin ist bei der vorliegenden Erfindung die Lebensdauer des Impulserzeugers wegen der Verwendung kontaktfreier Komponenten viel länger als bei herkömmlicher Technik. Mit vorliegender Erfindung wird erzielt, dass der erfindungsgemäße Impulserzeuger eine besonders lange Lebensdauer aufweist.
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Weiterhin werden mit der Installation einer Steuereinheit und der Anzeigeleuchten am erfindungsgemäßen manuellen Impulserzeuger die Nachteile herkömmlicher Impulserzeuger vermieden und eine Funktion der Selbstprüfung am erfindungsgemäßen Impulserzeuger verwirklicht. Mit der Unterstützung der Anzeigeleuchten wird dem Benutzer zeitlich auf das Einschalten der numerisch gesteuerten Maschinerie ermöglicht, zu erkennen, ob der manuelle Impulserzeuger fehlerfrei funktioniert. Deswegen ist es einfach, eine Fehlfunktion des Systems zu erkennen. Ferner kann der Benutzer über die Anzeigeleuchten erkennen, ob Pulse von dem manuellen Impulserzeuger ausgegeben werden und ob die Anzahl der tatsächlich ausgegebenen Pulse mit den am Impulserzeuger eingestellten Pulsen übereinstimmen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des manuellen Impulserzeugers erhöht. Außerdem werden bei der vorliegenden Erfindung die Pulse über zwei Mittel eingegeben, zum einen über die Rotation der Skalenscheibe zum anderen über die Drucktaste. Falls Schneidwerkzeuge oder Werkstücke über eine relativ große Distanz zu bewegen sind, kann das Steuersignal lediglich über das Mittel der Drucktaste ausgegeben werden.
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Demzufolge ist es nicht mehr erforderlich, die Skalenscheibe wie in herkömmlicher und zeit- sowie energieaufwendiger Art und Weise einige hundert Male zu rotieren, wodurch in besonderem Maße Zeit und Energieaufwand eingespart werden können. Zudem werden Fehlfunktionen vermieden. Die Anzahl von Fehlfunktionen wird verringert. Die wird dadurch Betriebseffizienz besonders verbessert. Aufgrund des simplen Aufbaus des Impulserzeugers kann der manuelle Impulserzeuger besonders einfach und günstig hergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt eine Draufsicht auf die Struktur einer drehbaren Eingabescheibe aus dem Stand der Technik, welche auf der Theorie elastischer Dämpfung basiert;
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2 zeigt eine Draufsicht auf die Struktur einer drehbaren Eingabescheibe der vorliegenden Erfindung, welche auf der Theorie magnetischer Dämpfung basiert;
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3 zeigt in Seitenansicht einen Querschnitt durch die Eingabescheibe gemäß 2;
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4 zeigt in Seitenansicht einen Querschnitt durch den mechanischen Aufbau des Impulserzeugers der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt ein Ersatzschaltbild mit schematischer Darstellung des Impulserzeugers mit Anzeigeleuchten der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt ein Ersatzschaltbild mit schematischer Darstellung des Impulserzeugers gemäß vorliegender Erfindung mit dualem Wirkmechanismus umfassend eine rotierbare Einstellscheibe und eine Drucktaste;
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7 zeigt in Draufsicht die Front des manuellen Impulserzeugers mit Anzeigeleuchten gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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8 zeigt in Draufsicht die Front des manuellen Impulserzeugers mit dualem Wirkmechanismus umfassend die rotierbare Einstellscheibe und die Drucktaste gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 ist die Zeichnung in Begleitung der Zusammenfassung.
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In den Figuren: 3 – Kodierscheibe, 4 – photoelektronischer Schalter, 5 – Rotationsschaft, 7 – Schaltplatine, 8 – Skalenscheibe, 9 – Schale aus Eisen, 10 – Ringmagnet. 11 – innen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung, 12 – außen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung, 14 – befestigte Auflage, 16 – Abstand, 18 – zentrale Recheneinheit, 101 – Drehrad, 102 – drehbare Welle, 103 – Federung, 111, 112 – Zähne, 801 – Anzeigeleuchte für Rotation in positiver Drehrichtung, 802 – Anzeigeleuchte für Rotation in negativer Drehrichtung, 803 – Drucktaste für positive Drehrichtung, 804 – Drucktaste für negative Drehrichtung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiel 1
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Wie gezeigt in 2, 3, 4, 5 und 7 weist der manuelle Impulserzeuger Anzeigeleuchten und einen elektronischen Schaltkreis für eine Selbstprüfung des Impulserzeugers auf. Die Hauptkomponenten des Impulserzeugers sind eine rotierbare Eingabeeinheit für Pulse und eine zentrale Eingabeeinheit 18. Die Hauptfunktionen der zentralen Recheneinheit umfassen die Konvertierung des Pulssignals in ein Steuersignal zur Steuerung der Maschinerie und die Ansteuerung der Anzeigeleuchten sowie die Selbstprüfung des Impulserzeugers nach dessen Einschalten. Der elektrische Schaltkreis für die Selbstprüfung, die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung, und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung sind in 7 gezeigt. Über dem elektrischen Schaltkreis für die Selbstprüfung wird geprüft, ob der elektrische Schaltkreis des Impulserzeugers beim Einschalten des Impulserzeugers fehlerfrei funktioniert. Die Anzeigeleuchten zeigen während des Betriebs des manuellen Impulserzeugers an, ob Pulse vom Impulserzeuger ausgegeben werden und ob die ausgegebenen Pulse in ihrer Frequenz zunehmend oder abnehmend sind. Die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung ist dazu ausgebildet, anzuzeigen, ob Pulse mit zunehmender Frequenz vom Impulserzeuger ausgegeben werden; eine Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung ist dazu ausgebildet, anzuzeigen, ob Pulse mit abnehmender Frequenz vom Impulserzeuger ausgegeben werden. Wie in 7 gezeigt, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung an der Front des Impulserzeugers angeordnet. Die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung sind elektrisch leitend mit der zentralen Recheneinheit mit dem Impulserzeuger verbunden (wie in 5 gezeigt).
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Das von der rotierbaren Pulseingabeeinheit ausgegebene Signal wird an die zentrale Recheneinheit 18 übertragen. Über den elektronischen Baustein, welcher zur Ausführung einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, gibt die zentrale Recheneinheit ein Steuersignal zur Steuerung der Bewegung oder der Positionierung des Schneidwerkzeugs oder Werkstücks an der Maschinerie. Beim Einschaltvorgang wird das Steuersignal an die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt, so dass die Selbstprüfung durchgeführt werden kann. Im Besonderen startet der manuelle Impulserzeuger die Selbstprüfung beim Einschaltvorgang von selbst. Wie gezeigt in 7, werden die vom dem elektronischen Baustein, welcher zur Ausführung einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, ausgegebenen Signale A+ und B+ abgetastet und an die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt und darauf folgend wird eine Prüfung des gesamten elektrischen Schaltkreises durchgeführt. Wenn der elektrische Schaltkreis fehlerfrei funktioniert, werden die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung für eine Sekunde angeschaltet. Wenn der elektrische Schaltkreis nicht fehlerfrei funktioniert, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung ausgeschaltet.
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Nach der Selbstprüfung wechselt der manuelle Impulserzeuger in den Normalbetrieb. Wenn Pulse mit zunehmender Frequenz von dem manuellen Impulserzeuger erzeugt werden, leuchtet die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung auf, wobei die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung ausgeschaltet ist. Wenn Pulse mit abnehmender Frequenz von dem manuellen Impulserzeuger erzeugt werden, leuchtet die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung auf, wobei die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung ausgeschaltet ist. Wenn keine Pulse von dem manuellen Impulserzeuger abgegeben werden, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung ausgeschaltet. Wenn die Frequenz der aufeinander folgenden Pulse relativ hoch ist, blinkt die Anzeigeleuchte mit einer relativ hohen Frequenz, wobei das menschliche Auge das wiederholte Aufleuchten der Anzeigeleuchte möglicherweise nicht wahrnehmen kann. Wenn also die Frequenz der aufeinander folgenden Pulse relativ hoch ist, kann die Anzeigeleuchte derart konfiguriert werden, dass mit einer Geschwindigkeit blinkt, die einem n-ten Teil der Pulsfrequenz entspricht (,n' sei eine natürlich Zahl).
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Wie in 4 gezeigt, kann der Aufbau der Dreheinheit mit Bezug auf 2 und 3 erläutert werden. Wie aus den genannten Figuren ersichtlich, der innen liegende Dämpfungsring 11 mit Verzahnung und der außen liegende Dämpfungsring 12 mit Verzahnung sowie der Ringmagnet 10 sind konzentrisch angeordnet. Auf einer Außenfläche des innen liegenden Dämpfungsringes 1 ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen 111 vorgesehen sowie auf einer Innenfläche des außen liegenden Dämpfungsringes 12 ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen 112 vorgesehen, wobei beide Verzahnungen eine gleich große Anzahl von Zähnen 111, 112 umfassen und die Zähne 111, 112 in ihrer Ausformung miteinander übereinstimmen. Der innen liegende Dämpfungsring 11 und der außen liegende Dämpfungsring 12 sind derart vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden Dämpfungsring 11 und die Verzahnung auf dem außen liegenden Dämpfungsring 12 zueinander beabstandet sind.
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Die aktiv bewegliche Skalenscheibe 8 und der passiv bewegliche Rotationsschaft 7 wirken miteinander zusammen. Innerhalb der Skalenscheibe 8 sind zwei Bauteile fixiert, zum einen der der außen liegende Dämpfungsring 12 und zum anderen die Schale 9 aus Eisen. Die Schale 9 aus Eisen wird hauptsächlich zur Übertragung der magnetischen Kraft von dem Magnetring 10 zum außen liegenden Dämpfungsring 12. Obwohl in der Figur gezeigt ist, dass die Schale 9 aus Eisen und der Magnetring 10 zueinander beabstandet sind, ist die Abstand zwischen der Schale 9 aus Eisen und dem Magnetring 10 relativ klein, so dass die Überleitung des Magnetfelds noch bewerkstelligt werden kann. Weiterhin sind der innere liegenden Dämpfungsring 11 und der Ringmagnet 10 an einer fixierten Auflage 14 befestigt. Mit dieser Anordnung können ein magnetischer Nordpol und ein magnetische Südpol auf den Zähnen 111 des innen liegenden Dämpfungsrings 11 bzw. auf den Zähnen 112 des außen liegenden Dämpfungsrings 12 erzeugt werden. Wenn die Skalenscheibe 8 gedreht wird, rotiert der außen liegende Dämpfungsring 12 konzentrisch mit der Skalenscheibe 8. Somit wird eine relative Bewegung zwischen dem außen liegende Dämpfungsring 12 und der innen liegenden Dämpfungsring 11 erzeugt. Gemäß dem oben genannten Prinzip kann ein Tastgefühl nach Art eines Knacks während der Rotation der Skalenscheibe erzeugt werden. Somit kann der abgedrehte Skalenweg gefühlt bzw. spürbar wahrgenommen werden. Wie in 4 gezeigt, weist der manuelle Impulserzeuger somit außerdem eine Kodierscheibe 3, welche zusammen mit dem Rotationsschaft in konzentrischer Art und Weise rotiert, und einen photoelektrischen Schalter 4 zur Erkennung des Rotationszustands auf. Schmale Risse sind in regelmäßigen Abständen auf der Kodierscheibe 3 eingeritzt. Wenn die Kodierscheibe 3 rotiert, wird der photoelektrische Schalter 4 notwendige Pulse erzeugen. Die Anzahl der generierten Pulse ist zu dem Winkel, worum die Kodierscheibe 3 rotiert ist, proportional. Die elektrischen Signale, welche von dem photoelektrischen Schalter 4 erzeugt werden, werden zur zentralen Recheneinheit 18 auf der Schaltplatine 7 übertragen.
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Um die Stärke der magnetischen Dämpfung einfach einzustellen, der innen liegende Dämpfungsring 11 und der außen liegende Dämpfungsring 12 können aus einer Vielzahl von Dämpfungsschichten, welche in einem Stapel angeordnet sind, hergestellt werden. Je größer die Anzahl der Schichten, desto stärker ist der Dämpfungseffekt. Je geringer die Anzahl der Schichten, desto schwächer ist der Dämpfungseffekt. Weiterhin kann der oben genannte Magnetring 10 an beiden Seiten des innen liegenden Dämpfungsrings 11 und der außen liegenden Dämpfungsrings 12 angeordnet werden, so lang wie der entsprechenden magnetische Nordpol und der magnetische Südpol zwischen den Zähnen des innen liegenden Dämpfungsrings 11 und des außen liegenden Dämpfungsrings 12 ausgebildet werden können.
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Ausführungsbeispiel 2
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Wie gezeigt in 2, 3, 4, 6 und 8 sind gemäß vorliegender Erfindung weiterhin ein manueller Impulserzeuger mit dualem Wirkmechanismus umfassend eine rotierbare Einstellscheibe und eine Drucktaste angegeben. Der manuelle Impulserzeuger weist hauptsächlich drei Komponenten auf: Eine Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und eine Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über eine Drucktaste sowie eine zentrale Recheneinheit 18. Die Funktionen der zentralen Recheneinheit 18 betreffen hauptsächlich die Konvertierung von Signalen, welche über die Drucktaste eingegeben werden, in Pulssignale und die Konvertierung der Pulssignale in Steuersignale zur Steuerung der Maschinerie sowie die Auswahl von elektrischen Schaltkreisen und anderen assistierenden Funktionsoperationen des manuellen Impulserzeugers. Wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über eine Drucktaste nichts abgibt, gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis Pulse ab, welche von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel erzeugt wurden; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel nichts abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste Pulse abgibt, gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis Pulse ab, welche von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste erzeugt wurden; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse abgibt, worauf folgend die Drucktaste der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste aktiviert wird, hat das Herunterdrücken der Drucktaste keine Wirkung; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste Pulse abgibt, worauf folgend die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse abgibt, hat die Erzeugung der Pulse mit der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel keine Wirkung; wenn entweder die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse abgibt und die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste Pulse abgibt oder wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel nichts abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über eine Drucktaste nichts abgibt, dann gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis des manuellen Impulserzeugers keine Pulse ab.
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Wie gezeigt in 6, werden die von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste erzeugten Signale an die zentrale Recheneinheit 18 übermittelt. Die zentrale Recheneinheit 18 gibt über den elektronischen Baustein, welcher zur Ausführung einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, ein Steuersignal zur Steuerung die Bewegung oder Positionierung des Schneidewerkzeugs oder des Werkstücks aus. Wie gezeigt in 8, weist der manuelle Impulserzeuger zwei Komponenten, die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste, auf, wobei die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste Druckknöpfe für die positive und negative Rotation aufweist. Dementsprechend ist die zentrale Recheneinheit 18 weiter mit der Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung und mit der Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung elektrisch leitend verbunden (wie gezeigt in 6). Der Einsatz der Drucktaste umfasst folgende Funktionen: Wenn die Drucktaste für positive Rotation herab gedrückt wird, gibt der Impulserzeuger einen Puls mit zunehmender Frequenz aus; wenn die Drucktaste für negative Rotation herab gedrückt wird, gibt der Impulserzeuger einen Puls mit abnehmender Frequenz aus; wenn die Drucktaste für positive Rotation herab gedrückt wird und wenn die Drucktaste für negative Rotation herab gedrückt wird, gibt der Impulserzeuger keinen Puls aus. Wenn einer der Druckknöpfe für eine kurze Zeitdauer herab gedrückt wird (kürzer als 0.5 Sekunden), wird nur ein Puls erzeugt; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer zwischen 0.5 Sekunden und 2 Sekunden herab gedrückt wird, wird ein Pulssignal mit einer Frequenz von 10 Hz ausgegeben; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden herab gedrückt wird, wird ein Pulssignal mit einer Frequenz von 100 Hz ausgegeben; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer von über 5 herab gedrückt wird, wird ein Pulssignal mit einer Frequenz von 1000 Hz ausgegeben.
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Der manuelle Impulserzeuger kann in den im Folgenden erläuterten zwei Betriebsarten betrieben werden. Signale werden der zentralen Recheneinheit über die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel zur Verfügung gestellt, wobei die zentrale Recheneinheit schließlich das Steuersignal ausgibt; Signale werden der zentralen Recheneinheit über die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste zur Verfügung gestellt, wobei die zentrale Recheneinheit schließlich das Steuersignal ausgibt. Die Eingabe des Signals von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel in die zentrale Recheneinheit und relevante mechanische Aufbau sind im Ausführungsbeispiel 1 dargestellt.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, jedoch ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Jedoch technische Lösung und erfinderischer Gedanke sowie jeder Austausch äquivalenter Merkmale durch den Fachmann sollten vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst sein.
