DE1132217B - Anordnung zum Steuern der Bewegung von Maschinen, insbesondere von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zum Steuern der Bewegung von Maschinen, insbesondere von Werkzeugmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Wegsteuerung von Arbeitsmaschinen, bei der die einzelnen Arbeitsschritte durch entsprechende Markierungen auf einem Informationsträger festgelegt sind. Diese Art der Steuerung ist dann von Vorteil, wenn ein bestimmter Bewegungsablauf einer Arbeitsmaschine vielfach wiederholt oder eine größere Anzahl von Werkstücken hergestellt werden soll. Die einzelnen Werte werden also bei einer solchen Steuerung, z. B. bei einer Werkzeugmaschinensteuerung, nicht direkt in die Stäuerung der Maschine eingegeben, sondern die einzelnen Positionen werden einmal von Hand angefahren und sodann die entsprechenden Markierungen auf den Informationsträger gesetzt. Sind auf diese Weise sämtliche Bearbeitungsschritte festgelegt, kann der Bewegungsablauf selbsttätig erfolgen. Die Ersteinstellungen können beispielsweise mit Hilfe eines an der Maschine angebrachten Meßsystems oder in anderer Weise vorgenommen werden. Die Markierungen werden vorzugsweise als magnetische Unstetigkeitsstellen auf einem Informationsträger aus magnetisierbarem Material aufgezeichnet. Zum Abtasten der gesetzten Zeichen und Marken können magnetische Abfrageköpfe bekannter Art verwendet werden. Bei Köpfen, die auf die Änderung der magnetischen Feldstärke ansprechen, kann jedoch die Zustellgeschwindigkeit nicht klein genug gehalten werden, um ein überfahren einer vorgegebenen Position infolge des unvermeidlichen Nachlaufes zu vermeiden. Abhilfe könnte dadurch geschaffen werden, daß die Markierungen mit einer entsprechenden Vorgabe gesetzt werden. Diese Maßnahme ist jedoch dann nicht möglich, wenn die Markierungen von beiden Seiten anzufahren sind. Es sind auch Abtastköpfe mit Haugeneratoren bekannt, die nicht auf die Feldänderung, sondern auf die Feldstärke ansprechen. Es kann dann eine kleinere Zustellgeschwindigkeit gewählt werden, wodurch eine Verkleinerung des Nachlaufes erzielt wird. Abgesehen davon, daß dies nur auf Kosten der Arbeitszeit geht, ist eine genaue Positionierung ebenfalls nicht möglich.
• Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Breite der auf dem Träger gesetzten Marken so groß gewählt wird und das Abschaltkommando über ein einstellbares Zeitglied derart verzögert auf den Antrieb gegeben wird, daß der bewegliche Teil der Maschine unabhängig von der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit nach seiner Abschaltung und gegebenenfalls Abbremsung genau in der Mitte der Marken zum Halten kommt. Vorzugsweise wird das Zeitglied in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eingestellt. Um von der Zustellgeschwindigkeit völlig unabhängig zu sein, werden gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dem Abfragekopf zwei beidseitig angeordnete, in der Bewegungsrichtung liegende weitere Abfrageköpfe zugeordnet, die je nach der Bewegungsrichtung vorgewählt werden und in bekannter Weise den Antrieb der Maschine: auf eine vorgegebene stark red;.iziertP konstante Geschwindigkeit (Schleichganggeschwindigkeit) schalten. Hierbei sind die beiden zusätzlichen Abfrageköpfe in einen solchen Abstand von dem Hauptabfragekopf angeordnet, daß der bewegliche `feil der Sicherheit die reduzierte Geschwindigkeit angenommen hat, bevor der Hauptabfragekopf das Signal erreicht. Der Abstand der beiden Abfrageköpfe vom Hauptabfragekopf iszweckmäßigerweis; einstellbar, damit die Abstände der Abfrageköpfe der Zustellgeschwindigkeit angepaßt werden können. Vorzugsweise werden die bekannten Abfrageköpfe mit Haugeneratoren verwendet.
• Da die mit Hilfe des Aufgabekopfes gesetzten Marken von der Größe und Form des Aufgabekopfes abhängen, kann die Breite der Marken für Justierzwecke nicht geändert werden. Eine JustiermögEchkeit ist in bestimmten Grenzen dadurch gegeben, daß z. B. die Höhe des Steuerstromes des Hallgenerators geändert wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß das Abschaitkommando vorn Hauptabfragekopf über ein einstellbares Zeitglied auf den Stellantrieb gegeben wird. Die Signalbreite kann sodann für den ungünstigsten Betriebsfall ausgelegt werden. In der Zeichnung ist das Prinzip der Steuerung wiedergegeben. In Fig. 1 ist mit 1 ein Informationsträger aus mägnetisierbarem Material bezeichnet, auf dem mit Hilfe eines AufsprechkopfesA ein Zeichen 2 gesetzt wird. In der gleichen Ebene liegt ein als Hallgenerator ausgebildeter Abfragekopf B. In entsprechenden Abständen c von dem Abfragekopf B sind zwei weitere Abfrageköpfe Cl und C, angeordnet, die in der gleichen Ebene wie der Informationsträger 1 und der Abfragekopf B liegen.
• Der bewegliche Teil der Arbeitsmaschine, z. B. der Support einer Werkzeugmaschine, wird nach einem optischen oder anderen Maßstab genau auf die gewünschte Position gefahren. Im Stillstand wird dann das Setzkommando auf den Aufsprechkopf A gegeben, wodurch der Informationsträger 1 auf eine genau definierte Länge a magnetisiert wird (Fig. 1). Im Prinzip ist es gleichgültig, ob der Informationsträger oder die Abfrageköpfe mit dem beweglichen Teil der Maschine verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Abfrageköpfe mit dem beweglichen Teil der Maschine verbunden sind und der Informationsträger feststeht.
• Wird eine in der zuvor beschriebenen Weise gesetzte Marke angefahren, so überfährt zuerst der Abfragekopf C, die rechte Grenze der Marke 2 (Fig. 2). Dieser war entsprechend der Bewegungsrichtung der Abfrageköpfe von rechts nach links vorgewählt. Der Abfragekopf C1 gibt ein Kommando zur Umschaltung des Vorschubes auf Schleichgang. Der Abstand c ist ; hierbei so gewählt, daß auf diesem Wege die Vorschubgeschwindigkeit des beweglichen Teiles sicher auf die konstante Schleichganggeschwindigkeit gelangt. Die Vorschubgeschwindigkeit kann also beliebig verändert werden und beliebig groß sein.
• Erreicht der Abfragekopf B nun die rechte Grenze des Signals im Schleichgang, so gibt er Befehl zum Abschalten und gegebenenfalls Abbremsen des Antriebes. Der bewegliche Teil soll nun so zum Stillstand kommen, daß der Abfragekopf B genau in der Mitte der Marke 2 zum Stillstand kommt. Diese Stellung ist in Fig. 1 wiedergegeben. Da die Länge a des Signals nicht justierbar ist, da sie eine Funktion der geometrischen Abmessungen des Aufsprechkopfes A und der magnetischen Eigenschaften des Informationsträgers 1 ist, wird das Kommando von dem Abfragekopf vorzugsweise auf ein Zeitglied gegeben, das das Kommando um eine einstellbare Zeit verzögert weitergibt. Diese Zeit ist so eingestellt, daß der bewegliche Teil genau auf dem Sollwert zum Stehen kommt. Der Bremsweg beträgt dann a/2-vs - t, wobei v, die Schleichganggeschwindigkeit und t die Zeitverzögerung beträgt. Bei der Festlegung der Schleichganggeschwindigkeit vs ist darauf zu achten, daß der erforderliche Bremsweg keinesfalls größer als a/2 wird.
• Der Abstand zwischen zwei anzufahrenden Positionen muß auf demselben Informationsträger mindestens a/2+c betragen, wenn die Positionen von derselben Seite her angefahren werden sollen. Zwei um etwas mehr als a auseinanderliegende Positionen können auch noch auf denselben Informationsträger gegeben werden, wenn die linke Position von links und die rechte Position von rechts her angefahren werden kann. Ist das nicht möglich, oder liegen mehr als zwei Positionen zu dicht beieinander, müssen zwei oder mehr Informationsträger mit den zugehörigen Aufsprech- und Abfrageköpfen nebeneinander angeordnet werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zum Steuern der Bewegung von Maschinen, insbesondere von Werkzeugmaschinen, mit Hilfe von Markierungen, die in Form von sichtbaren, magnetischen, kapazitiven oder anderen Unstetigkeitsstellen auf einem Informationsträger aufgezeichnet und abtastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der auf dem Träger gesetzten Marken so groß gewählt wird und das Abschaltkommando über ein einstellbares Zeitglied derart verzögert auf den Antrieb gegeben wird, daß der bewegliche Teil der Maschine unabhängig von der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit nach seinerAbschaltung und gegebenenfalls Abbremsung genau in der Mitte der Marken zum Halten kommt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit eingestellt wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abfragekopf zwei beidseitig angeordnete, in der Bewegungsrichtung liegende weitere Abfrageköpfe zugeordnet sind, die je nach der Bewegungsrichtung vorgewählt werden und in bekannter Weise den Antrieb der Maschine auf eine vorgegebene stark reduzierte konstante Geschwindigkeit (Schleichganggeschwindigkeit) schalten.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusätzlichen Abfrageköpfe in einem solchen Abstand von dem Hauptabfragekopf angeordnet sind, daß der bewegliche Teil mit Sicherheit die reduzierte Geschwindigkeit angenommen hat, bevor der Hauptabfragekopf das Signal erreicht.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 unter Verwendung von Informationsträgern mit magnetischen Unstetigkeitsstellen, gekennzeichnet durch die Verwendung von bekannten Abfrageköpfen mit Hallgeneratoren. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1754 991; österreichische Patentschrift Nr. 192 646.