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Anordnung zur winkelabhängigen Steuerung eines elektromotorischen
Antriebs' für einen Teiltisch Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur
winkelabhängigen Steuerung eines elektromotorischen Antriebs für einen Teiltisch,
mit einem elektrischen Endschalter als erstem Signalgeber, der ein Stück vor der
einstellbaren Haltestelle des Tisches eine Herabsetzung der Drehzahl des Antriebs
herbei-@iihrt, und .mit einem zweiten Signalgeber, der die Stillsetzung des Antriebs
an der Haltestelle des Tisches veranlaßt.
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. .Anordnungen zur winkelabhängigen Steuerung e>es elektromtorischen
Antriebs, die mit den genannten Signalgebern arbeiten und dazu dienen,- einen von
-einem Elektromotor angetriebenen Gegenstand an einer bestimmten Stelle anzuhalten;-sindbekannt:
Bei diesen bekannten Anordnungen ist nur eine einstufige Herabsetzung der Drehzahl
vorgesehen, bevor der vom Motor angetriebene Gegenstand an der Haltestelle ankommt,
so daß der Gegenstand noch mit einer von Null beträchtlich abweichenden Winkelgeschwindigkeit
an der Haltestelle eintrifft. Dieser Umstand steht der Verwendung der bekannten
Anordnungen bei elektromotorischen Antrieben für Teiltische nachteilig entgegen,
denn bei Teiltischen kommt es ganz besonders darauf an, daß der Tisch mit größter
Genauigkeit an der jeweiligen Haltestelle zum Stillstand kommt. Hinzu kommt; daß
Teiltische in der Regel sehr schwer und massiv sind und häufig auch sehr schwere
Werkstücke zu tragen haben. Wenn ein solcher Teiltisch in gleicher Weise wie die
angetriebenen Gegenstände bei den bekannten Anordnungen mit einer von Null erheblich
abweichenden Winkelgeschwindigkeit an der Haltestelle eintrifft, dann müßte zum
genauen Anhalten des Tisches an der Haltestelle eine sehr große Masse plötzlich
auf einer sehr kurzen Strecke, die den Bruchteil eines Millimeters beträgt, abgebremst
werden. Dies ist aber nicht durchführbar. Würde man andererseits die Drehzahl des
Antriebs durch den zweiten Signalgeber so weit herabsetzen; daß sich der Teiltisch
der Haltestelle nur mit sehr kleiner Winkelgeschwindigkeit nähert, dann würde dies
zwar die vorstehende Schwierigkeit verkleinern, aber es ergäbe sich dann der bei
modernen Teiltischen ebenfalls nicht zulässige Nachteil einer beträchtlichen Verlängerung
der Zeit, die für- das Einstellen des Teiltisches aus einer Winkelstellung in die
folgende nötig ist. Aus diesen Gründen sind die bekannten Anordnungen für eine Verwendung
bei genau anzuhaltenden schweren Teiltischen nicht brauchbar.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Anordnung
der eingangs angegebenen Gattung zu schaffen, die sich für eine solche Verwendung
eignet und sich auch durch einen einfachen robusten Aufbau auszeichnet.
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Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
zweite Signalgeber ein mit der Annäherung des Teiltisches an die Haltestelle abnehmendes
Signal erzeugt, das eine fortschreitende Verkleinerung der Drehzahl des Antriebs
hervorruft, während der Teiltisch von dem Antrieb auf die Haltestelle zu bewegt
wird.
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Durch die erfindungsgemäße -Anordnung wird die Winkelgeschwindigkeit
des Teiltisches beim Einlauf in die jeweilige Haltestelle fortschreitend und entsprechend
dem Grad der Annäherung herabgesetzt, so daß er mit einer von Null kaum noch abweichenden
Winkelgeschwindigkeit an - der Haltestelle ankommt. Dies ermöglicht ein genaues
Abbremsen auf kurzer Strecke von einer hohen Winkelgeschwindigkeit, die der Tisch
-unweit . von - der betreffenden Haltestelle noch hat, auf die Winkelgeschwindigkeit
Null an der Haltestelle und somit eine sehr rasche und genaue Verstellung des Teiltisches
aus einer Winkelstellung in die nächstfolgende.
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Es sei auch noch erwähnt, - daß es bekannt ist, Teiltische mittels
mechanischer Einrichtungen; wie z. B. Malterserkreuz-Antriebe, einzustellen. Gegenüber
dieser Art der Verstellung:von Teiltischen hat aber die der Erfindung gattungsmäßig
zugrunde liegende elektrische Steueranordnung den Vorteil,
daß es
weitaus einfacher ist, die Anzahl und die räumliche Verteilung der Haltestellen
nach Belieben einzustellen. Bei den bekannten mechanischen Teiltischsteuervorrichtungen
ist es häufig überhaupt nicht möglich, derartige Änderungen vorzunehmen.
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Vorzugsweise ist der zweite Signalgeber außerdem so beschaffen, daß
er ein eine. Umkehr der Drehrichtung des Teiltischantriebs bewirkendes, bezüglich
seines bei Annäherung an die Haltestelle entstehenden Signals gegensinniges Signal
erzeugt, wenn der Teiltisch über die Haltestelle hinausläuft, wobei dieses Signal
mit der Entfernung von der Haltestelle zunimmt und eine fortschreitende Vergrößerung
des Gegendrehmomentes hervorruft.
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Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist- der -zweite
Signalgeber einen linear verstellbaren Differentialtransformator mit einem Kern
auf, der mit einem vom Teiltisch zu betätigenden Stift verbunden ist und durch .diesen
bewegt wird.
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Es empfiehlt sich, den Stift und den Kerir-des@, Differentialtransformators
mit einer Feder zu verbinden, die den Kern in eine außerhalb der - Mittelstellung
des Differentialtransformators befindliche Ruhestellung bringt.
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Der Stift des zweiten Signalgebers und ein Betätigungsglied- des Endschalters
'als erstem Signalgeber liegen im Bereich von Anschlägen, deren Anzahl und Winkelstellung
an dem Teiltisch veränderbar sind. . .
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---Teiltischantrieb besteht vorzugsweise aus einem von einem Elektromotor
angetriebenen Drehmomentverstärker, der mittels eines elektrischen Stellmotors steuerbar
ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt .
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F i g.1" eine schematische Seitenansicht eines mit einer erfindungsgemäßen
.Anordnung ausgestatteten Teiltisches, -F i g. 2 eine Draufsicht auf den Teiltisch
gemäß F i g. 1 und F i g:-3 -ein 'Schaltschema der bei der Vorrichtung gemäß F i
g. 1 und 2-azur Anwendung gelangenden elektrischen Schaltungsanordnung.
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In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen um eine vertikale
Achse drehbaren Teiltisch 1, der von' einem Elektromotor 2 über einen Drehmomentverstärker
3- und ein Getriebe 4 anzutreiben ist. Als Drehmömentverstärker kann einer der bekannten
Verstärker Verwendung finden, die eine köntiduierlich.`umlaufende; von dem Motor
2 über einen Riementrieb @6>- angetriebene Antriebswelle 5 und eine Abtriebswelle
7 aufweisen, die mittels einer Steuereinrichtung reit der Antriebswelle 5 gekuppelt
werden kann. Die Steuereinrichtung weist Mittel zur Veränderung der Drehzahl der
Abtriebswelle 7 auf: - Die Abtriebswelte 7 ist über- eine Rutschkupplung 8 urid.
über Zahnräder -9 mit dem Getriebe: 4 verbunden. Das Getriebe -4 treibt den Teiltisch
1 über eine Welle 10 an.
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Ein der @ Steuereinrichtung'- des Drehmomentvergstärkers 3 zugeordneter
Motor M ist ein in beiden Drehrichtungen betriebener Zweiphasen-Stellmotor; den
mit einer konstant gespeisten Erregerwicklung 51 und einer- über einen Verstärker
15 in veränderbarer Weise -gespeisten :Steuerwicklung 52 ausgestattet ist.
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Der Teilfisch,1 trägt- mindestens einen Anschlag 11, der - mittels
:in bogenförmige Schlitze 13 ein= greifender--Bolzenschrauberi12 einstellbar am
Teiltisch befestigt ist und von ihm abgenbmmen werden kann. Je nach Anzahl und Einstellung
der Anschläge 11 ist es möglich, die Anzahl der Haltestellen und deren gegenseitigen
Abstand willkürlich zu verändern.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, daß der Teiltisch zwischen
den einzelnen Haltestellen zunächst mit einer bestimmten konstanten Winkelgeschwindigkeit
gedreht wird und seine Drehzahl dann bei Annäherung an die Haltestelle zunächst
sprunghaft und im Anschluß daran mit fortschreitender Annäherung fortschreitend
herabgesetzt wird. Wenn der Teiltisch 1 an der Haltestelle angekommen ist, bleibt
der Antrieb ausgeschaltet; bis der erforder= liehe Arbeitsgang an dem Werkstück
beendet ist.
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Zur Erzielung dieser Wirkung ist die Steuerwicklung 52 des Stellmotors
M für den Drehmomentverstärker 3 über Leitungen 17 mit einem Verstärker 15 verbunden,
der über -Leitungen 16 an eine Wechselstromquelle 14- angeschlossen ist. Der Verstärker
15 wird durch einen Steuerspannungserzeuger-18 oder durch einen Signalgeber
20 gesteuert.
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Als Steuerspannungserzeüger 18 wird ein normaler einphasiger Transformator-
verwendet, der eine eine Vorwärtsdrehbewegung des Teiltisches bewirkende Steuerspannung
von- konstanter Größe erzeugt, die bewirkt, daß der Drehmomentverstärker 3 den Teiltisch
1 mit großer Drehzahl über den größten Teil seines Verstellwinkels zwischen zwei
Haltestellen antreibt. Der Steuerspannungserzeuger 18 wird von der Wechselstromquelle
14 über Leitungen 19 und 16 gespeist.
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Den Signalgeber 20 bildet ein linear verstellbarer Differentialtransformator,--
der ein veränderbares Wechselspannungssignal abgibt, das bewirkt, daß de:.-durch
. den. Stellmotor 1V1 gesteuerte Dre'lunorfientverstärker 3 den Tisch 1 im Verlauf
seinerAnnäherung an die Haltestelle abbremst und an dieser zum Stillstand bringt.
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Der linear - verstellbare Drehtransformator des Signalgebers 20' weist
einen -beweglichen Kern 24, eine äff die Wechelstromquelle 14 über Leitungen 16
und 12 angeschlossene Primärwicklung 21 und zwei mit entgegengesetztem Wicklungssinn
gewickelte Sekundärwicklungen 23 auf, die so beschaffen sind, daß ihre. Sekundärspannungen
einander aufheben und- ein Ausgangssignal vom Wert Null ergeben, wenn sich der bewegliche-
Kern zwischen den Wicklungen 21 und 23 in'einer Mittelstellung befindet. Der Kern
24 ist mit einem Stift 25 verbunden und bewegt sich mit diesem: Unbelastet wird
er durch- eine Feder 26 in eine Stellung außerhalb seiner Mittelstellung verschoben.
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Der Steuerspannungserzeuger 18 ist über eine Leitung 27 und einen
Schließer 28 - eines Hilfsschützes 31 an- den Verstärker 15 angeschlossen. Der Schließer
28 ist mit einem -Öffner 30 mechanisch gekoppelt, so daß' immer nur entweder der
Steuerspannungs= erzeuger 18- oder der Signalgeber 20 mit dem Veistärker
15 in - Verbindung -steht. Der Verstärker 15 empfängt somit entweder ein konstantes
Steuersignal für normale Drehzahl oder ein veränderbares. Steuer? Signal bei der
Annäherung au eine Haltestelle.
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Im Erregerstromkreis des Hilfsschützes 31 liegt ein normalerweise
geschlossener elektrischer Endschalter 32- als erster, der -mit einem Betätigungsglied
33 versehen .ist, ferner ein -Betriebsartwählschalter 34; welcher'=bei 'Iandb'etrieb
- geöffnet und. für selbst
tätigen Betrieb geschlossen ist, und
ein Befehlsschalter 35. Die in Reihe liegenden Schalter 34 und 35 sind durch einen
von Hand betätigbaren Schalter 36 überbrückbar. Außerdem ist ein Selbsthaltestromkreis
mit einem Schließer 37 vorgesehen, der ebenfalls durch das. Hilfsschütz 31 betätigt
wird und bei dessen Erregung dessen Erregerstromkreis geschlossen hält.
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Die elektrische Energie wird aus einem Drehstromnetz 38 über einen
Leistungsschalter 39 und einen Einphasen-Transformator 40 geliefert. Der Elektromotor
2 wird vom Drehstromnetz 38 über einen durch ein Schütz 42 betätigten Schalter 41
erregt. Das Schütz 42 wird erregt über einen im Ruhestand geschlossenen Ausschalter
43 und einen im Ruhezustand offenen Einschalter 44. Der letztere wird durch einen
Haltestromkreis mit einem vom erregten Schütz 42 betätigten Schließer 45 überbrückt.
Die Wechselstromquelle 14 ist mit einem Zeitverzögerungsschalter 46 ausgestattet,
der den Erregerstromkreis des Hilfsschützes 31 und des Schützes 42 mit der Sekundärwicklung
des Transformators 40 verbindet, wenn der Verstärker 15 aufgeheizt ist.
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Der Stift 25 des zweiten Signalgebers 20 ist derart montiert, daß
er von> dem Anschlag 11 erfaßt werden kann und durch diesen in seine Mittelstellung
bewegt wird. Das Betätigungsglied 33 des als erster Signalgeber verwendeten Endschalters
32 ist in ähnlicher Weise in der Bewegungsbahn des Anschlages 11 angeordnet. Es
befindet sich aber so weit vor dem Stift 25, daß es vor dessen Betätigung betätigt
wird. Damit der Stoß auf den Stift 25 und das Betätigungsglied 33 möglichst klein
gehalten wird, ist jeder Anschlag mit einer Auflauffläche 47 ausgestattet, die einen
allmählichen` Anstieg hat; und der restliche Teil des Anschlags 11 ist als Nockenteil
48 von konstanter Höhe genügend breit, um sicherzustellen, daß der Endschalter 32
den Erregerstromkreis des Hilfsschützes 31 so lange öffnet, daß es abfällt und dadurch
den Verstärker 15 an den zweiten Signalgeber 20 anschließt.
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Die Wirkungsweise der dargestellten Anordnung ist folgende: Es sei
angenommen, daß im Betrieb die notwendige Arbeit an einem auf dem Teiltisch 1 befindlichen
Werkstück an einer bestimmten Haltestelle durchgeführt worden ist. Dann wird der
Befehlsschalter 35 durch irgendwelche passenden Mittel, entweder von Hand oder selbsttätig,
kurzzeitig geschlossen, um das Hilfsschütz 31 zu erregen, welches die Schließer
37, 28 und den Öffner 30 betätigt. Dadurch wird der Steuerspannungserzeuger 18 an
den Verstärker 15 angeschlossen. Der Stellmotor M verstellt den Drehmomentverstärker
dann so, daß sich der Teiltisch 1 in der Richtung des Pfeiles A (F i g. 2) dreht.
Wenn sich der Teiltisch der nächsten Haltestelle nähert, kommt das Betätigungsglied
33 des Endschalters 32 mit dem dieser Haltestelle zugeordneten Anschlag 11 in Berührung.
Dadurch wird der Endschalter 32 geöffnet und das Hilfsschütz 31 ausgeschaltet, was
zur Folge hat, daß der Selbsthaltestromkreis unterbrochen, der Schließer 28 geöffnet
und der Öffner 30 geschlossen wird. Die Steuerspannung für den Verstärker 15 wird
dann von dem zweiten Signalgeber 20 geliefert, welcher ein Signal für langsamere
Drehzahl abgibt, so daß die Winkelgeschwindigkeit des Tisches sofort herabgesetzt
wird.
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Dann tritt die Auflauffläche 47 des Anschlags 11 mit dem Stift 25
in Berührung und bewegt den Kern 24 in Richtung auf seine Mittelstellung, wodurch
die Steuerspannung stetig verkleinert wird, bis der Kern die Mittelstellung erreicht
und die resultierende Steuerspannung den Wert Null hat. Das Fehlen einer Steuerspannung
hat zur Folge, daß der Drehmomentverstärker 3 den Teiltisch stillsetzt und ein Relais
49 einen Signalstromkreis 50 schließt, um anzuzeigen, daß sich der Teiltisch an
der neuen Haltestelle befindet und das von ihm getragene Werkstück für die nächste
an ihm durchzuführende Bearbeitung bereit ist. Nach Beendigung dieser Bearbeitung
wird der Befehlsschalter 35 wieder kurzzeitig geschlossen, um das Hilfsschütz 31
zu erregen, und der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt sich.
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Der Stift 25 liegt an der Auflauffläche 47 des Anschlages 11 an, wenn
sich der zweite Signalgeber 20 in seiner Mittelstellung befindet, und der Kern 24
wird noch weiter verschoben, wenn der Anschlag 11 an dem Geber 20 weiter
vorbeibewegt wird. Das Betätigungsglied 33 ist an dem Nockenteil 48 konstanter Höhe
des Anschlags 11 vorbeigegangen, bevor der zweite Signalgeber 20 seine Mittelstellung
erreicht, wodurch die Erregung des Hilfsschützes 31 bei erneutem Schließen des Befehlsschalters
35 vorbereitet wird.
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Bei Handbetrieb der Anordnung wird der Betriebsartwahlschalter 34
geöffnet. Wird :dann der Einschalter 44. geschlossen, so wird auch der Motor 2 eingeschaltet.
Befindet sich der Kern 24 des zweiten Befehlsgebers 20 nicht gerade in seiner Mittelstellung,
so bewegt sich der Tisch sofort auf die nächste Haltestelle zu, und zwar mit kleiner
Winkelgeschwindigkeit, da das Hilfsschütz 31 ausgeschaltet ist. Sobald der nächste.
Anschlag 11 den Kern 24 in seine Mittelstellung bewegt hat, bleibt der Tisch stehen.
Der Anschlag 11 kann dann in die genaue Stellung eingestellt werden, die für diese
Haltestelle erforderlich ist. Das Relais 49 zeigt an, wann der Kern 24 durch einen
Anschlag 11 in seine Mittelstellung gebracht ist, da das Relais 49 anspricht, wenn
sich der Kern 24 des zweiten Signalgebers 20 in seiner Mittelstellung befindet.
Wenn der Anschlag 11 eingestellt ist und der Kern 24 seine Mittelstellung einnimmt,
so daß der zweite Signalgeber 20 keine Steuerspannung an den Verstärker 15 abgibt,
wird der Schalter 36 kurzzeitig geschlossen, um das Hilfsschütz 31 zu erregen, welches
den Verstärker 15 an den Steuerspannungserzeuger 18 anschließt. Das hat zur Folge,
daß der Tisch mit "einer verhältnismäßig großen Winkelgeschwindigkeit zur nächsten
Haltestelle bewegt wird. Wenn der nächstfolgende Anschlag 11 mit dem Betätigungsglied
33 in Berührung kommt, wird der Endschalter 32 geöffnet, der das Hilfsschütz 31
ausschaltet. Dies hat zur Folge, daß sich der Tisch mit verminderter Winkelgeschwindigkeit
weiterbewegt und schließlich unter Steuerung durch den zweiten Signalgeber 20 zum
Stillstand kommt. Auf diese Weise kann die Lage eines jeden Anschlages 11 in solcher
Weise eingestellt werden, daß man die gewünschte räumliche Lage und den gewünschten
Abstand der Haltestellen erhält.
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Die Erfindung erfüllt somit vollständig die ihr zugrunde liegende
Aufgabe. Die erfindungsgemäße Anordnung ist fähig, einen Punkt am Umfang eines Teiltisches
von etwa 150 cm Durchmesser mit einer Genauigkeit von schätzungsweise ±0,075 mm
an eine bestimmte Haltestelle zu bringen, wobei sie den Tisch in der Stunde schätzungsweise
auf 1000 verschiedene
Haltestellen einzustellen vermag und für
eine Einstellung 'bei einem Haltestellenabstand von 60° etwa 1,5 Sekunden benötigt.
Es ist offensichtlich, daß zur Aerstellung der verschiedensten Teilungen eine sehr
große Anzahl von Tischanschlägen verwendet werden kann..
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Sollte der Tisch einmal über eine Haltestelle hinauslaufen, dann treibt
der betreffende Anschlag 11 den Stift 25 über seine Mittelstellung hinaus, was zur
Folge hat, daß die Richtung des Tischantriebs umgekehrt wird und der Tisch zu der
Haltestelle zurückläuft.