DE1147664B - Vorrichtung zum fotoelektrischen Abtasten der Linien einer Zeichnungsvorlage zur Nachfuehrung von Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum fotoelektrischen Abtasten der Linien einer Zeichnungsvorlage zur Nachführung von Arbeitsmaschinen Es ist bekannt, Brennschneidmaschinen nach Zeichnungsvorlagen mittels eines fotoelektrischen Abtastkopfes nachzuführen, indem auf den Rand einer schwarzen Zeichnungskontur ein Lichtfleck projiziert wird derart, daß der Rand der Zeichnungskontur den Lichtfleck im reflektierten Licht in eine hellere und eine dunklere Hälfte teilt. Das reflektierte Licht dieses Lichtflecks trifft auf eine Fotozelle, deren Strom über einen Verstärker den Stellgliedern zugeleitet wird, welche den Lichtfleck beim Entlangführen an der Zeichnungskontur immer in derselben erwähnten Lage relativ zur Kontur halten. Sowohl die dabei auftretenden translatorischen wie die drehenden Bewegungen des Abtastkopfes werden konform auf den Schneidbrenner übertragen, so daß die von ihm erzeugte Schnittlinie der Zeichnungskontur entspricht. Die fotoelektrische Vorrichtung ist dabei nicht fest mit dem Abtastkopf verbunden, sondern quer zur Zeichnungskontur an einem Hebel verschwenkbar. Der Fußpunkt der Schwenkachse in der Zeichnung entspricht dem Arbeitspunkt des Werkzeugs auf dem Werkstück. Der Lichtfleck oder Abtastpunkt in der Zeichnung läuft also dem Arbeitspunkt etwa um die Länge des Schwenkarms voraus. Dieser Vorlauf ist zur Stabilisierung der Nachführung des Werkzeugs und zur Berücksichtigung der Zeitdifferenz zwischen Steuerimpuls und Steuerwirkung erforderlich. Hieraus ergibt sich, daß die Größe des Vorlaufs, von der Abtastgeschwindigkeit abhängt. Diese Abhängigkeit wurde bisher beim Bau lichtelektrischer Abtastvorrichtungen für Brennschneidmaschinen nicht berücksichtigt. Dazu wäre eine einstellbare Längenänderung des Vorlaufs erforderlich, um ein Optimum an linientreuer Nachführung der Maschine bei veränderlicher Abtastgeschwindigkeit auch während des Betriebs zu erreichen. Diese Forderung würde zu komplizierten und störempfindlichen Vorrichtungen führen.
• Die Erfindung vermeidet eine derartige Komplikation und erreicht bei einer Vorrichtung zum fotoelektrischen Abtasten der Linien einer Zeichnungsvorlage zur Nachführung von Arbeitsmaschinen durch ein in der Schwenkachse des Abtastkopfes vorlaufendes Fotowiderstandspaar, das die beiden Ränder der Zeichnungslinien abtastet, die Verstellung des Vorlaufs proportional zur Abtastgeschwindigkeit selbsttätig auf elektrischem Wege dadurch, daß in an sich bekannter Weise vor dem Fotowiderstandspaar ein zweites Paar mit längerem Vorlauf angeordnet ist, wobei der Vorlauf des ersten Widerstandspaares der kleinsten und der Vorlauf des zweiten Widerstandspaares der größten Abtastgeschwindigkeit entspricht und die Steuerwirkung mit steigender Abtastgeschwindigkeit stetig von dem ersten Fotowiderstandspaar auf das zweite und umgekehrt bei sich vermindernder Abbtastgeschwindigkeit von dem zweiten auf das erste Fotowiderstandspaar verlegbar ist. Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise statt je eines Fotowiderstandes auf beiden Konturenrändern je zwei nebeneinanderlaufende Fotowiderstände angeordnet sind, die mit je zwei Ohmschen Widerständen zu Brückenschaltungen zusammengeschaltet sind, die parallel liegen und über einen Verstärker zu den an sich bekannten Steuerungselementen der Arbeitsmaschine führen. Die beiden Brücken werden von den beiden Teilwechselspannungen eines Potentiometers gespeist, dessen Abgriff proportional der Abtastgeschwindigkeit verstellbar ist. Je nach der Stellung des Potentiometerabgriffs erhält die eine oder die andere Brücke eine größere Speisespannung und damit einen größeren Einfluß auf die Nachführung der Arbeitsmaschine. Praktisch entspricht das der Wirkung einer der Abtastgeschwindigkeit proportionalen Vergrößerung des Vorlaufs des ersten Zellenpaares.
• Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel eine Brennschneidmaschine, die Werkstücke mit beliebiger Umrandung aus Walzblechen nach einer Zeichnung ausscheidet, und zwar Fig. 1 die Anordnung der beiden Fotowiderstandspaare und Fig. 2 ihre Zusammenschaltung.
• über den Rändern der mit vergrößerter Breite dargestellten schwarzen Steuerlinie 1 der Zeichnung sind die Fotowiderstandspaare A, B und A', B' in einem festen Abstand voneinander angeordnet. Jedes der Fotozellenpaare ist um die Achse C frei schwenkbar. Die Höhe des gleichschenkligen Dreiecks A B C ist der Vorlauf des Fotowiderstandspaares A, B, die Höhe des gleichschenkligen Dreiecks A' B' C der Vorlauf des Zellenpaares A', B' in der Abtastrichtung des Pfeiles 2. Die Länge der Vorläufe richtet sich nach der kleinsten und größten Abtastgeschwindigkeit, die von der Blechstärke und anderen Betriebsbedingungen abhängen. In der Schaltung nach Fig. 2 ist jedes Fotowiderstandspaar mit zwei Ohmschen Widerständen 3, 4 bzw. 5, 6 zu je einer Brücke 7, 8 zusammengeschaltet. Die beiden Brücken sind parallel geschaltet und über einen Verstärker an das Stellglied, z. B. einen Stellmotor, geführt. Beide Brükken werden von einer Wechselstromquelle 9 mit den Teilspannungen eines Potentiometers 10 gespeist. In der gezeichneten Stellung des Potentiometerabgriffs 10 a erhält die der Schwenkachse C zunächst gelegene Brücke 7 die volle Spannug der Wechselstromquelie und übernimmt bei der geringsten Abtastgeschwindigkeit die Nachführung allein. Wird die Abtastgeschwindigkeit gesteigert und damit der Potentiometerabgriff 10a nach links verschoben, wird die Speisespannung der Brücke 7 vermindert und die Speisespannung der Brücke 8 erhöht. Im Verhältnis der Speisespannungen sind dann die Brücken an der Nachführung der Werkzeugmaschine beteiligt. Bei der maximalen Abtastgeschwindigkeit steht der Potentiometerabgriff 10 a in seiner Stellung am weitesten links, und die Brücke 8 übernimmt allein die Nachführung der Arbeitsmaschine. Die Veränderung der Speisespannungen beider Brücken wirkt sich also genauso aus wie eine stetige Verlängerung des Vorschubes eines Fotowiderstandspaares proportional der Abtastgeschwindigkeit zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert. An die Stelle der Fotowiderstandspaare können auch Einzelfotowiderstände treten, die nur den einen Rand der Steuerlinie abtasten. In der Schaltung nach Fig. 2 ist dann je einer der Fotowiderstände durch einen festen Ohmschen Widerstand zu ersetzen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum fotoelektrischen Abtasten der Linien einer Zeichnungsvorlage zur Nachführung von Arbeitsmaschinen durch ein der Schwenkachse des Abtastkopfes vorlaufendes Fotowiderstandspaar, das die beiden Ränder der Zeichnungslinien abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise vor dem Fotowiderstandspaar ein zweites Paar mit längerem Vorlauf angeordnet ist, wobei der Vorlauf des ersten Widerstandspaares der kleinsten und der Vorlauf des zweiten Widerstandspaares der größten Abtastgeschwindigkeit entspricht und die Steuerwirkung mit steigender Abtastgeschwindigkeit stetig von dem ersten Fotowiderstandspaar auf das zweite und umgekehrt bei sich vermindernder Abtastgesehwindigkeit von dem zweiten auf das erste Fotowiderstandspaar verlegbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fotowiderstandspaar mit je zwei Ohmschen Widerständen in an sich bekannter Weise zu je einer Brücke zusammengeschaltet ist, die parallel geschaltet sind, und daß beide Brücken mit den Teilwechselspannungen eines Potentiometers gespeist werden, das proportional mit der Abtastgeschwindigkeit verstellbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 362 016, 973 835.