DE1123884B - Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl. - Google Patents

Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl.

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DE1123884B
DE1123884B DES36438A DES0036438A DE1123884B DE 1123884 B DE1123884 B DE 1123884B DE S36438 A DES36438 A DE S36438A DE S0036438 A DES0036438 A DE S0036438A DE 1123884 B DE1123884 B DE 1123884B
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/39Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33

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Description

  • Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl. Es ist eine Einrichtung zur Kontrolle der Lage zweier gegeneinander beweglicher Teile, insbesondere an Werkzeugmaschinen, bekannt, die einen Ablesekopf aufweist, der symmetrische Marken eines mit der Verschiebungsbahn gleichliegenden Ablesernaßstabes in Impulse mit zwei Halbwellen verschiedener Polarität umsetzt und den Schlitten fein einstellt. Beim Nulldurchgang der vom Ablesekopf gelieferten Spannung zwischen den beiden Halbwellen befindet sich der Ablesekopf genau gegenüber einer Teilungsmarke.
  • Andererseits ist bereits vorgeschlagen worden, die Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl. dadurch zu steuern, daß ein Ablesekopf, der an einem mit der Verschiebungsbahn gleichliegenden Maßstab entlanggleitet, bei jederüberschreitung einerTeilungsmarke des Maßstabes einen Impuls abgibt. Hierdurch wird eine anfänglich eingestellte Steuerspannung für den Stellmotor Stufe für Stufe herabgesetzt, bis beim Verschwinden der Steuerspannung die Grobeinstellung durchgeführt ist.
  • Um mit dieser Einrichtung eine ausreichende Verschiebungsgenauigkeit zu erhalten, muß dafür gesorgt werden, daß Teilungen verwendet werden, deren Teilintervall kleiner als die gewünschte bzw. zulässige Längen- bzw. Teilungstoleranz ist. Auch müssen die Teilintervalle untereinander sehr genau gleich sein, Zur Feineinstellung des Werkzeugschlittens auf die jeweils gewählte Teilungsmarke kann man einen Ablesekopf der oben angegebenen Art verwenden. Man benötigt also dann zwei verschiedene Ableseköpfe für das Grobeinstellen und das Feineinstellen.
  • Erfindungsgemäß ist nun eine Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitendenWerkzeugmaschine od. dgl. der angegebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf für das Feineinstellen umschaltbar ist und für die Impulsgabe beim Grobeinstellen mitbenutzt wird.
  • Man kommt so mit einem einzigen Ablesekopf aus, und es ergibt sich ein verhältnismäßig einfacher Schaltungsaufbau mit Druckknopfsteuerung bei hoher Präzision.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erflndung wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigt Fig. 1 die mechanische Anordnung eines Drehbanksupports, der mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgerüstet ist, Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Ablesemaßstab sowie die Form der aus den Verschiebungen abgeleiteten Impulse und Fig. 3 das Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung.
  • Der Werkzeugschlitten 1 einer Drehbank oder einer ähnlichen Werkzeugmaschine (Fig. 1) soll auf dem Bett 2 in der einen oder anderen der durch die Pfeile 3 und 4 bezeichneten Richtungen verschoben werden können. Diese Verschiebung soll durch Steuerung der Drehung der Leitspindel 5 vom Hauptmotor 6 aus bewirkt werden. Zu diesem Zweck kann der Schlitten 1 über das senkrechte Verbindungsstück 7 mit einer Platte 8 verbunden werden, die über ein Schloß von der Leitspindel 5 angetrieben wird. Diese Leitspindel wird an einem Ende durch ein Lager 9 gestützt, und ihre Drehung wird am anderen Ende durch ein Getriebe 10 bewirkt, das eine mechanische Geschwindigkeitsuntersetzung 11 (Fig. 3) sowie ein Differentialgetriebe 12 enthält. Dieses Differentialgetriebe 12 wird einerseits von der Welle des Hauptmotors 6 und andererseits von der Abtriebswelle der Geschwindigkeitsuntersetzung angetrieben. Die letztere ist irreversibel und wird von der Welle eines Hilfsmotors 13 angetrieben. Die Abtriebswelle 14 des Differentials steuert die Verschiebung des Läufers 15 eines Potentiometers 16, dessen Enden auf einer konstanten, als Bezugsspannung dienenden Potentialdifferenz gehalten werden. Gegebenenfalls kann jedoch das erwähnte Potentiometer durch ein lineares Goniometer ersetzt werden, das aus einem über ein mechanisches Untersetzungsgetriebe vom Hauptmotor angetriebenen Rotor und einem die Bezugsspannung aufnehmenden Stator besteht.
  • Die Motoren 6 und 13 sind z. B. umkehrbare Gleichstrommotoren mit Fremderregung. Die mit konstantem Gleichstrom gespeisten Erregungswicklungen sind bei 17 bzw. 18 angedeutet.
  • Ein mit Marken 20 gleichen Abstandes versehenes Lineal 19 ist parallel zur Leitspindel 5 unterhalb der Platte 8 angeordnet und ein Kopf 21 zur Ablesung der Teilung gegenüber dem Lineal 19 auf dieser Platte befestigt. In dem beschriebenen Beispiel wird jede Marke durch eine V-förmige Kerbe 20 gebildet, die mit sehr großer Präzision in ein Metallineal eingeschnitten ist. Die Scheitellinien 22 der Kerben haben gleiche Abstände, beispielsweise von 1 mm für die Anwendung der Erfindung auf die Servosteuerung von Werkzeugmaschinen.
  • Der Ablesekopf 21 arbeitet mit Veränderung des magnetischenWiderstandes seines magnetischen Kreises. Dieser magnetische Kreis 23 (Fig. 3) kann ein Paket von E-Blechen enthalten, das mit zwei Erregerwicklungen. 24 und 25 in seinen Spalten und mit einer Abnehmewicklung 26 auf seinem Mittelschenkel versehen ist. Der magnetische Kreis ist also symmetrisch in bezug auf die Mittelebene des Mittelschenkels, und wenn den Wicklungen 24 und 25 dieselbe Wechselspannung zugeführt -wird, schließen sich die in Gegenrichtung induzierten magnetischen Flüsse über den vom Lineal 19 gebildeten Anker. Offenbar wird in zwei Fällen der Fluß im Mittelstück zu Null: wenn der Ablesekopf sich vollständig zwischen zwei Kerben befindet und wenn die, Scheitellinie einer Kerbe genau mit der Mittelebene des magnetischen Kreises zusammenfällt. In jeder anderen Stellung ist keine Symmetrie der Werte der beiden induzierten Flüsse vorhanden, und ein diesem Asymmetriegrad proportionaler Strom kann demgemäß an den Klemmen 26 der Wicklung abgenommen werden. übrigens könnte genauso gut die Wicklung 26 die Speisewicklung darstellen, und die Wicklungen 24 und 25 könnten in Gegentaktschaltung als Abnahmewicklung dienen. In dem beschriebenen System dient als Erregerstrom ein Wechselstrom, der am Lichtnetz abgenommen oder aus diesem Netz über eine auf ein Vielfaches der Netzfrequenz synchronisierte Wechselstrommaschine abgeleitet wird.
  • Eine Verschiebung des Ablenkkopfes 21 über dem Lineal 19, beispielsweise im Sinne des Pfeiles 3, gibt nach phasenabhängiger Gleichrichtung der in 29 verstärkten Ausgangsspannung des Kopfes in 28 (Fig. 3) eine Wellenform, wie sie qualitativ in Fig. 2 oberhalb des dargestellten Teils des Lineals 19 gezeigt ist. Jede Überschreitung einer Kerbe erzeugt eine Modulationseinhüllende, die aus einer positiven Halbwelle 271, einem Nulldurchgang 32, wenn der Kopf auf der Achse 22 der Kerbe steht, und hierauf einer negativen Halbwelle 272 besteht. Bei umgekehrter Verschiebungsrichtung in Richtung des Pfeils 4 wird die Wellenform dieses Kerbenüberschreitungssignals umgekehrt so daß die negative Halbwelle 272 der positiven Halbwelle 271 vorangeht. Wie man sieht, ist die Steigung der erwähnten Wellenform beim Durchgang durch den Nullpunkt 32 sehr stark, an den Enden der Halbwellen jedoch flach. Der Demodulator 28 kann aus jedem beliebigen Gleichrichter mit Phasenunterscheidung bestehen.
  • Die tatsächliche Wellenforin des überschreitungssignals hängt natürlich von der Verschiebungsgeschwindigkeit des Ablesekopfes 21 über das Lineal 19 ab, jedoch in jedem Fall ergibt sich der Nulldurchgang 32 jedes Einzelsignals beim Zusammenfall der Scheitellinie 22 einer Kerbe und der Mittelebene des Ablesekopfes 21, und der Richtungssinn der ersten Halbwelle der Umhüllenden zeigt immer den Verschiebungssinn des Kopfes an.
  • Das Signal könnte ebensogut mit Hilfe eines fotoelektrischen Ablesekopfes erzeugt werden.
  • Durch Zählung der einzelnen Elementarsignale, die bei jeder Überschreitung einer Marke auftreten, erhält man ein Maß für die dem Support der Drehbank erteilte Verschiebung, d. h. ein Maß für die vom Schlitten 1 zurückgelegte Strecke. Die Genauigkeit dieses Maßes hängt vor allem von der Genauigkeit der Intervalle zwischen den Scheitellinien der Marken des Lineals 19 ab. Genauer gesagt, muß sich die Zählung auf die Nulldurchgänge 32 der Elementarsignale 27 stützen und dabei berücksichtigen, daß die positive Halbwelle 271 im einen Richtungssinn vor der negativen Halbwelle 272 entsteht und daß diese Bedingungen für die andere Verschiebungsrichtung des Schlittens 1 umgekehrt sind. Wenn der Schlitten 1 in der Richtung des Pfeils 3 oder des Pfeils 4 um NIntervalle zwischen den Scheitellinien der Marken des Lineals 19 vorrücken soll, ist es also erforderlich, einen Impulszähler vorzusehen, um N nacheinander vom Ablesekopf 21 gelieferte Signale zu zählen, wenn einmal die Verschiebung des Schlittens in Gang gebracht ist, und dann den Schlitten anzuhalten und genau einzustellen, nachdem die N Signale gezählt worden sind.
  • Es ist bekannt, von Signalen einer Wellenform wie 27 elektrische Impulse abzuleiten, die geeignet sind, das Fortschreiten eines üblichen elektronischen Zählers zu steuern. Bei 34 in Fig. 3 ist eine Impulsformerschaltung angedeutet. Ferner muß dafür Sorge getragen werden, daß die gebildeten Impulse über den einen oder den anderen der beiden Ausgänge 45 und 35 geleitet werden, je nachdem, ob in dem Signal 27 die positive Halbwelle der negativen Halbwelle vorangeht oder folgt. Man kann für diesen Zweck die beiden Ausgänge eines phasenabhängigen Gleichrichters heranziehen, wobei die erste positive Halbwelle, die über einen Kanal den Gleichrichter verläßt, den Durchgang der danach über den anderen Kanal kommenden positiven Halbwelle sperrt. Man erhält so negative Impulse für den einen Verschiebungssinn über den einen Kanal und für den anderen Verschiebungssinn über den anderen Kanal. Dies ist vorteilhaft, da jeder der beiden Zähler 36 und 46 aus binären Stufen in Kaskadenschaltung aufgebaut ist, die im allgemeinen meist durch negative Impulse betätigt werden. Für den Fall, daß der Konstrukteur die Zähler als Schrittschaltwerke ausbilden will, die im allgemeinen von positiven Impulsen betätigt werden, genügt es, die Polarität der Betätigungsimpulse umzukehren.
  • Anstatt der zwei gezeichneten Impulszähler könnte man ebensogut einen algebraischen Zähler mit zwei Eingängen benutzen, wobei der eine Eingang im einen Fortschreitungssinn der Kaskade zweiwertiger Stufen eine, Hinzuzählung bewirkt, der andere Eingang ein Abziehen, d. h. eine Hinzuzählung im anderen Fortschreitungssinn dieser Kaskade.
  • Jeder Zähler kann voreingestellt werden, d. h., um die Zahl N von Schritten festzulegen, um die der Schlitten 1 gegenüber dem Lineal 19 vorwärts schreiten soll, empfängt der je nach dem gewünschten Richtungssinn dieser Verschiebung gewählte Zähler vorher einen Steuerbefehl, der ihm die N zum Gesamtfassungsvermögen Q des Zählers ergänzende Zahl aufprägt. Bei jedem der Zähler 36 und 46 sind Ausgänge der Betätigungsklemmen für das Arbeiten dei: Kippstufen dargestellt (zehn Stufen in der Zeichnung). Ausschalter 55 fü-£ dzu Vähler 36 bzw. 77 für den Zähler 46 gestatten es, die gewünschte Zahl dem einen oder anderen Zähler aufzuprägen und dann durch Schließung des Schalters 56 für den Zähler 36 oder 49 für den Zähler 46 die Betätigungsspannung anzulegen, um die gewählten Stufen zum Arbeiten zu bringen. Diese Spannung rührt beispielsweise von einer Gleichspannungsquelle 57 oder 50 her.
  • Wenn die voreingestellten Stufen im gewählten Zähler arbeiten, wobei der andere Zähler in Nullstellung bleibt, sind Größe und Richtungssinn der Fortschreitung des Schlittens festgelegt. Der Vorwühlschalter kann dann geöffnet werden, um in den betätigten Stufen die normalen Spannungen wiederherzustellen.
  • Jeder Zähler ist ferner mit einem Netzwerk zur Dekodierung der Spannung versehen, das miit 40 für den Zähler 36 bzw. 39 für den Zähler 46 bezeichnet ist. Die Ausgangsspannung in 38 bzw. 37 hat einen wahlbestimmten Wert, wenn der entsprechende Zähler die Nullstellung einnimmt. DieserWert ändert sich in dem Maße, wie der Zähler fortschreitet, und zwar wird er im allgemeinen stufenweise abnehmen. Die Dekodierungsnetzwerke 39 und 40 sind so eingerichtet, daß sie gleiche Ausgangsspannungen für die Bezeichnung ihrer Nullstellung haben. Da immer ein Zähler bei der Verschiebung des Schlittens in der Nullstellung bleiben muß, kann die Ausgangs.spannung seiner Dekodiereinrichtung als Bezugsspannung gegenüber der Ausgangsspannung der anderen Dekodiereinrichtung genommen werden, die sich bis zur Rückkehr dieses anderen Zählers in die Nullstellung von der der aufgeprägten Zahl entsprechenden Spannung aus ändert.
  • Der Ausgang eines der dekodierenden Netzwerke, beispielsweise 38, ist über eine Spannungsumkehrstufe 48 mit dem einen Eingang eines summierenden Verstärkers 41 verbunden, dessen anderer Eingang unmittelbar an den Ausgang 37 des anderen Dekodierungsnetzwerkes gelegt ist. Die Umkehrstufe 48 und der Verstärker 41 sind galvanisch gekoppelt und gleichstromdurchlässig. Der Ausgang 43 des Verstärkers 41 wirkt auf den Verstärker 44, der als Leistungsverstärker ausgebildet ist und den Hauptmotor 6 zum Antrieb des Schlittens 1 und damit des Ablesekopfes 21 steuert. Auf diese Weise wird der Motor 6 nur dann angetrieben, wenn die Ausgangsspannungen der Dekodierungsstufen nicht gleich sind, und der Drehungssinn hängt von der Polarität der vom Verstärker 41 abgegebenen Differenzspannung ab. Sobald die Eingangsspannungen wieder gleich werden, fällt das vom Verstärker 41 übertragene Signal auf Null, und der Motor 6 hört auf sich zu drehen.
  • Die Haltestellung des Schlittens in seiner neuen Lage kann nicht so genau sein, wie erwünscht, insbesondere infolge der mechanischen Trägheiten und der Abweichungen der Speisespannungen vom Sollwert. Darum ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß beim Halt das bei 33 auftretende gleichgerichtete Signal des phasenabhängigen Demodulators 28 über den Widerstand 54 und die Verbindung 53 unmittelbar dem Steuerverstärker 44 des Motors zugeführt wird. Diese unmittelbare Wiederaufnahme der Steuerung ergibt dann eine Wiederaufnahme der Drehung des Motors 6, bis das Signal in 33 vollständig zu Null wird, weil die Mittellinie 22 der Kerbe genau mit der Mittelebene des Ablesekopfes 21 zusammenfällt. Die Umschaltung der Steuerung erfolgt durch Schließung des Arbeitskontaktes 52 eines Relais 51. Die Erregung dieses Relais wird von der Ausgangsspannung des normal gebauten Differenzverstärkers 79 bewirkt, der an seinen Eingängen die Signale der Dekodierstufen 37 und 38 empfängt. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 79 ist also nur dann hoch genug, um das Relais mit Hilfe der Anodengleichspannung zu betätigen, wenn die Signale an seinen Eingangsgittern gleich sind. Jedoch ist der Erregerkreis des Relais 51 auch über einen Ruhekontakt 72 eines anderen Relais 69 geführt, dessen Arbeitsweise weiter unten erklärt wird.
  • Die beschriebenen Einrichtungen gestatten die Steuerung der Verschiebung des Schlittens 1 aus jeder Stellung, bei der die Scheitellinie einer Kerbe des Lineals mit der Mittelebene des Ablesekopfes zusammenfällt, in jede andere Stellung, bei der diese Mittelebene mit der Scheitellinie einer anderen Kerbe des Lineals zusammenfällt. Die Feinheit der Einstellung ist also von vornherein durch den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Kerben und die Breite des Ablesekopfes beschränkt. Wie oben angegeben, kann die Steuerung beispielsweise auf einen Millimeter genau arbeiten. In der Praxis kann es jedoch erwünscht sein, die Stellung des Schlittens bis auf ein Zehntel- oder Hundertstelmillimeter zu steuern, auf alle Fälle mit einer höheren Genauigkeit als diejenige, welche die Teilung eines Lineals wie 19 zulassen kann.
  • Zu diesem Zweck können einige Umschaltungen vorgenommen werden. Wie man aus Fig. 3 erkennt, wird der Schleifkontakt 15 des Potentiometers 16 vom Motor 6 über das Differential 12 angetrieben. Dieser Schleifkontakt kann sich also an irgendeiner Stelle des Potentlometers befinden, und es ist zunächst erforderlich, ihn auf Null zurückzuführen, was durch Betätigung des Hilfsmotors 13 geschieht.
  • Der Läufer 15 ist mit dem Arbeitskontakt 65 eines Relais 64 verbunden und über diesen Arbeitskontakt mit dem Eingangswiderstand 66 des Verstärkers 67, der über den Ruhekontakt 68 eines anderen Relais 69 den Anker des Motors 13 speist.
  • Wenn das Relais 51 anzieht, also die Ausgangsspannungen der Dekodierstufen 37 und 38 einander gleich sind, wird der Erregerkreis des Relais 64 durch den Arbeitskontakt 63 des Relais 51 geschlossen. Jedoch spricht das Relais 64 verzögert an, so daß die genaue Einstellung des Motors 6 stattfinden kann, bevor das Relais 64 anzieht. Bei 65 schließt es den Stromkreis, der vom Läufer 15 des Potentiometers 16 zum Eingang des Verstärkers 67 führt. Der letztere speist also den Motor 13, der sich in dem der Polarität des vom Läufer 15 abgenommenen Signals entsprechenden Sinn dreht, und zwar so lange, bis der vom irreversiblen Untersetzungsgetriebe 11 und dem Differential 12 angetriebene Läufer sich wieder in Nullstellung befmdet. Bei dieser Operation dreht sich der Motor 6 infolge der übersetzung des Differentials 12 in diesem Sinne nicht.
  • Mit seinem Arbeitskontakt 70 hat das Relais 64 den Erregerkreis des Relais 69 vorbereitet, aber dieses Relais ist ebenfalls verzögert, so daß die Zurückführung des Läufers 15 auf Null vor sich geht, bevor das Relais 69 angeht, Wenn dies geschieht, unterbricht es bei 72 den Erregerkreis des Relais 51, das abfällt und seine Kontakte 52 und 63 öffnet, woraufhin auch das Relais 64 abfällt. Durch den Kontakt 73, der den Kontakt 65 ersetzt, bleibt der Läufer 15 an den Eingangswiderstand 66 des Verstärkers 67 angeschlossen. Der Ausgang dieses Verstärkers wird durch den Umschalterkontakt 68 so umgeschaltet, daß er über den Widerstand 76 auf den Eingang des Verstärkers 44 arbeitet. Mit dem Kontakt 71 hat das Relais 69 seinen Selbsthaltekreis geschlossen, nachdem der Kontakt 70 des aberregten Relais 64 sich geöffnet hat. Schließlich legt es bei 75 an den Eingangswiderstand 74 des Verstärkers 67 eine Spannung an, die beispielsweise an einem ]Potentiometer 59 abgegriffen werden kann, dessen Läufer 61 so eingestellt wurde, daß der die dem Schlitten 1 zusätzlich zu erteilende Verschiebung - hier einige Zehntel- oder Hundertstelmillimeter - aufprägt.
  • Nach der Erregung des Relais 69 vergleicht also der Verstärker 67 die von den beiden Potentiometern 16 und 59 herrührenden Spannungen, und seine Ausgangsspannung speist den Verstärker 44, der somit den Hauptmotor 6 von neuem antreibt. Dieser Motor verschiebt den Schlitten 1 und auch den Läufer 15. Wenn die bei 15 abgenommene Spannung der über den Läufer 61 dem Potentiometer 59 aufgeprägten Spannung gleich geworden ist, wird die Eingangsspannung in 67 Null, und der Motor 6 kommt zur Ruhe. Bei dieser letzteren Operation der Feineinstellung verhält sich die Schaltung wie ein normaler Servomechanismus zur Lageveränderung, und der Schlitten 1 wird um das entsprechende Intervall in die Stellung verschoben, die der Stellung des Läufers 61 entspricht. Diese Operation bringt keine Impulsbildung in 34 mit sich, da die Verschiebung hierzu nicht ausreicht und außerdem die Veränderung der Ausgangsspannung des Demodulators 28 dem Motor 6 nicht übermittelt wird, weil der Kontakt 52 offen ist.
  • Anstatt für diese Feineinstellung eine Voreinstellung mittels Potentiometer vorzunehmen, wie bei 59 angedeutet, kann man auch einen voreinstellbaren Zähler wie die Zähler 36 oder 46 verwenden und die Ausgangsspannung seiner Dekodierstufe mit der am Potentiometer 16 abgenommenen Spannung vergleichen. In diesem Fall muß jedoch die Spannungsdekodierung für diesen Zähler seinen Zustand genau wiedergeben. Andererseits ist nach einmaliger Einstellung der ergänzenden aufgeprägten Verschiebung keine Betätigung dieses Zählers mehr erforderlich.
  • Während eines vollen Arbeitszyklus arbeitet die beschriebene Anordnung folgendermaßen: Wenn der Schlitten 1 in irgendeiner Stellung in Ruhe ist, sind die Ausschalter 31, 49, 56, 58, 62 und 80 offen. Der Able.sekopf 21 und der phasenabhängige Demodulator 28 empfangen keine Speisewechselspannung, die Zähler 36 und 46 sind in Nullstellung, und die Ausgangsspannungen der Dekodierstufen 39 und 40 werden dem Verstärker 41 nicht zugeführt, das Relais 69 ist in Ruhe, das Potentiometer 59 steht nicht unter Spannung, das Relais 51 ist angezogen, aber das Relais 64 ist abgefallen.
  • Um den Schlitten in einer bestimmten Richtung vorgehen zu lassen, betätigt man die Vorwählschalter des entsprechenden Zählers, beispielsweise die Schalter 55 des Zählers 36, um die gewünschte Verschiebung des Schlittens, in der Anzahl der zu überstreichenden Kerben des Lineals ausgedrückt, festzulegen. Ferner stellt man den Läufer 61 auf dem Potentiometer 59 ein, wobei der Mittelpunkt diese Potentioineters der Nullstellung entspricht, Man schließt den Schalter 56, und die Spannung bei 57 bringt den Zähler 36 in Bereitschaftsstellung, man schließt den Schalter 62, und das Potentiometer 59 erhält die Spannung der Batterie, 60. Das Relais 51 fällt ab, und man schließt den Schalter 80, somit ist kein Relais mehr erregL Das System ist fertig zur Auslösung. Die Auslösung geht daraufhin vor sich, daß die hier mechanisch gekuppelten Einschalter 31 und 58 geschlossen werden. Sobald diese Schalter geschlossen sind, treibt einerseits die Dlifferenzspannung der Ausgänge der Dekodiergeräte 37 und 38 den Motor 6 an, und andererseits ist der Demodulator 28 bereit, ein Signal beim überschreiten der Kerbe, von der aus der Ablesekopf seine Bewegung beginnt, zu liefern. Aus diesem Signal wird der erste Betätigungsimpuls des Zählers 36 gebildet. Im Maße der Verschiebung des Schlittens geht der Ablesekopf oberhalb des Lineals 19 vorbei, die Betätigungsimpulse des Zählers 36 füh- ren diesen schließlich in seine Maximalstellung, und mittels seines Kurzschlusses mit dem Eingang kehrt er daraufhin in die Nullstellung zurück. In diesem Augenblick bleibt der Motor stehen, aber das Relais 51 beginnt zu arbeiten und legt über den Kontakt 52 die in 33 noch vorhandene Restspannung an, um die genaue Einstellung des Schlittens 1 auf Zusammenfallen der Scheitelaie der Kerbe, über der sich der Ablesekopf 21 befindet, mit seiner Mittelebene herbeizuführen. Die Spannung in 33 wird mit einer Sigaalspannung Null am Ausgang des Verstärkers 41 verglichen. Das Relais 51 hat das Anziehen des verzögerten Relais 64 vorbereitet, das nun seine Kontakte schließt, und über den Kontakt 65 wird der Läufer 15 mit dem Eingang des Verstärkers 67 verbunden. Daher dreht sich der Hilfsmotor 13, um den Läufer 15 in seine Nullstellung zurückzuführen, wenn dieser nicht schon dort war. Das Relais 64 bereitet bei seiner Erregung die Betätigung des verzögerten Relais 69 vor. Dieses zieht nun an und schaltet zugleich den Ausgang des Verstärkers 67 über den Umschalter 68 an den Eingang des Verstärkers 44 (der Motor 6 nitmmt seine Steuerung wieder auf) und die Feineinstellungssparniung des Läufers 61 über den Kontakt 75 an den Eingang des Verstärkers 67 an. Ferner wird der Läufer 15 mittels Ersetzung des Kontakts 56 durch den Kontakt 73 an den Eingang des Verstärkers 67 gelegt, und der Betätigungskreis des Relais 51 wird beim Kontakt 72 geöffnet. Der Motor 6 dreht sich, bis der Läufer 15 in eine Stellung gelangt, wo er eine Spannung liefert, die der vom Läufer 61 an den Eingang des Vergleichsverstärkers 67 gelangenden Spannung das Gleichgewicht hält. Der Schlitten 1 wird auf diese Weise genau in seine neue Stellung übergeführt, und es genügt, die Vorwahlkommandos abzuändem, damit die Folge der obenerwähnten Operationen sich wiederholt und eine neue Verschiebung des Schlittens von dieser Stellung aus stattfindet.
  • Es wurde bereits erwähnt, daß das Potentiometer 16 durch ein Goniometer ersetzt werden kann, wobei man mechanisch die Achse 14 des Differentials 12 mit dem Rotor dieses Goniometers kuppelt. In beiden Fällen, sowohl beim Potentiometer als auch beim Goniometer, kann die Rückführung in die Nullstellung, die der Feineinstellung vorausgeht, in Abänderung der beschriebenen Anordnung durch Änderung der Einstellung ihres festen Teils, also des Potentiometers 16 bzw. des Stators des Goniometers, bewirkt werden, wobei der Läufer 15 bzw. der Rotor während dieser Operation stehenbleibt. Die Abänderung ist klar, sie besteht darin, die Einstellung dieses festen, aber in der Winkelstellung verstellbaren Teils direkt von der Achse des Rüfsmotors 13 aus zu steuern, wobei das Differential 12 durch ein einfaches mechanisches Untersetzungsgetriebe ersetzt werden kann, weil es nicht mehr von der Achse des Motors 6 angetrieben wird. Mit anderen Worten genügt es nun, die beiden kinematischen Ketten der Motore 6 und 13 voneinander unabhängig zu machen, während die elektrische Schaltung unverändert bleibt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl-, die einen Ablesekopf aufweist, der an einem mit der Verschiebungsbahn gleichliegenden Maßstab entlanggleitet und bei jeder überschreitung einer Teilungsmarke des Maßstabes einen Impuls abgibt, wodurch eine anfänglich eingestellte Steuerspannung für den SteHmotor Stufe für Stufe herabgesetzt wird, bis beim Verschwinden der Steuerspannung die Grobeinstellung durchgeführt ist, und die außerdem einen Ablesekopf aufweist, der symmetrische Marken des Ablesemaßstabes in Impulse mit zwei Halbwellen verschiedener Polarität umsetzt und den Schlitten feineinstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf fdr das Feineinstellen umschaltbar ist und für die Impulsgabe beim Grobeinstellen mitbenutzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 289 964, 441059, 876 162; schweizerische Patentschriften Nr. 237 023, 251911; Zeitschrift: Werkstattstechnik und Maschinenbau, 42. Jahrgang, H. 7, S. 296. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 890 420.
DES36438A 1952-11-22 1953-11-21 Einrichtung zur Steuerung der Verschiebung des Werkzeugschlittens einer halbautomatisch arbeitenden Werkzeugmaschine od. dgl. Pending DE1123884B (de)

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