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Vorrichtung zum Einstellen von Meßstrecken durch Begrenzen der Verstellbewegung
des Schlittens an Werkzeugmaschinen, beispielsweise Koordinatenbohrmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen von Meßstrecken durch
Begrenzen der Verstellbewegung des Schlittens an Werkzeugmaschinen, beispielsweise
Koordinatenbohrmaschinen, bei der die Vorschubbewegung kurz vor Erreichen der Einstellung
durch dann durch eine lichtelektrische Steuerung mittels eines auf eine Fotozelle
projizierten Bildes einer Maßstabmarkierung betätigte elektrische Schaltmittel auf
Langsamgang umgeschaltet und dieser bei Erreichen der Endeinstellung durch die lichtelektrische
Steuerung stillgesetzt wird, bei welcher die lichtelektrische Steuerung zwei getrennte
Strahlengänge aufweist, von denen bei der Umschaltung auf Langsamgang der eine Strahlengang
in der einen Bewegungsrichtung und der andere Strahlengang in der anderen Bewegungsrichtung
wirksam ist, nach dem Hauptpatent.
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Nach dem Vorschlag des Hauptpatents erfolgt gegenüber dem Bekannten
nicht nur das Stillsetzen der Verstellbewegung, sondern auch das Umschalten der
Vorschubbewegung auf Langsamgang durch lichtelektrische Steuerung mittels des projizierten
Bildes der Maßstabteilung oder -markierung. Die hierzu nach dem Hauptpatent benutzten
Mittel kennzeichnen sich durch zwei im durch öffnen einer der Blenden, die die Meßspalte
des Einstellmaßstabes abdekken, freigegebenen Lichtspalt entgegengerichtet angeordneten
optischen Umlenkmitteln zugeordneten Fotozellen in den Zweigen einer Brückenschaltung,
die in entgegengesetzt angeschlossenen Einwegquerstromwegen der Vorschubrichtung
zugeordnet den Vorschub von Eilgang auf Langsamgang umschaltende Schaltmittel aufweist,
die durch Stromloswerden des Querweges den Vorschub stillsetzend abgeworfen werden.
Von den zwei getrennten Strahlengängen wird entsprechend der Bewegungsrichtung des
Schlittens jeweils einer der beiden dazu benutzt, zu einem bestimmten Zeitpunkt
die elektrischen Schaltmittel auf Langsamgang umzuschalten. Für die Stillsetzung
sind jedoch nach dem Hauptpatent beide Strahlengänge maßgebend, die im Augenblick
gleich starker Belichtung bei Brückenausgleich der beiden Fotoströme, wenn der Querstrom
gleich Null wird, die Stillsetzung bewirken. Sobald sich ein Teil des Meßspaltes
im Gesichtsfeld der Fotozellenanordnung befindet, wird der Verstellschlitten selbsttätig
in die Endstellung bewegt, ohne daß ihm die Bewegungsrichtung vorgeschrieben werden
muß. In allen Fällen jedoch, in denen es darauf ankommt, die Endstellung mit höchster
Genauigkeit zu erreichen, können bei einer solchen Einrichtung infolge von ungleichmäßiger
Alterung der Fotozellen und Verstärkerröhren Verstimmungen in der Meßbrücke auftreten,
die zu ungenauem Arbeiten der Vorrichtung Anlaß geben.
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Diese wenn auch geringfügige Fehlerquelle wird gemäß der Erfindung
bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch vermieden, daß nach der
Bewegungsrichtung steuerbare Blendmittel in den beiden getrennten Strahlengängen
angeordnet sind, die in jeder Bewegungsrichtung einem Strahlengang Durchlaß geben
und den anderen Strahlengang abblenden, und am Maßstab lichtsteuernde Kanten oder
Spalte derart angeordnet und diesen ortsfeste Spalte oder Kanten derart zugeordnet
sind sowie die lichtelektrische Steuerung derart ausgebildet ist, daß der für die
jeweilige Bewegungsrichtung wirksame Strahlengang bei Belichtung der Fotozelle die
Umschaltung auf Langsamgang und bei der darauffolgenden Verdunkelung der Fotozelle
die Stillsetzung bewirkt.
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Da die getrennten Strahlengänge für die lichtelektrische Steuerung
beibehalten sind, ist es nicht ohne weiteres möglich, die Brückenschaltung herauszunehmen,
um dadurch den Energievergleich für die Stillsetzung der Langsambewegung zu vermeiden,
sondern es muß der Strahlengang, der für die Schaltvorgänge jeweils in der einen
oder der anderen Bewegungsrichtung verwendet wird, von vornherein vorgewählt werden,
wozu die nach der Bewegungsrichtung steuerbaren Blendmittel, die in den beiden Strahlengängen
angeordnet sind, dienen. Dadurch wird im Gegensatz zu dem Hauptpatent erreicht,
daß in jeder Bewegungsrichtung ein und derselbe Strahlengang
die
volle Steuerung, zunächst die Umschaltung auf Langsamgang und nachfolgend die Stillsetzung
der Bewegung des Schlittens, übernimmt. Die Genauigkeit der hiermit erzielbaren
selbsttätigen Einstellung von Meßstrecken bei der Verstellbewegung von Schlitten
an Werkzeugmaschinen entspricht den Forderungen von Präzisionsmaschinen, da die
lichtsteuernden Kanten und der im Strahlengang befindliche ortsfeste Spalt den Lichtstrahl
momentan freigeben bzw. unterbrechen.
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Die Verstellung der Blendmittel kann im einfachsten Fall unmittelbar
von Hand oder, was zweckmäßiger ist, mittelbar bei der Betätigung der für die Einschaltung
der Vorschubbewegung in der einen oder anderen Richtung vorgesehenen Einschalttasten
erfolgen, wobei die Blendmittel selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückkehren,
wenn die Vorschubbewegung stillgesetzt wird. Zu diesem Zweck bestehen nach einer
Ausgestaltung der Erfindung die Blendmittel aus einer quer zum Strahlengang verschiebbaren
Blendscheibe mit zwei darin angeordneten Öffnungen und entgegengesetzt an der Blendscheibe
angreifenden Zugmagneten, deren Wicklungen in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung
des Schlittens einschaltbar sind.
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Es muß aber verhindert werden, daß die Blendscheibe während des Umschaltvorganges
(Umschalten auf Langsamgang) in ihre Ruhelage zurückfedert, da hierdurch der Langsamgang
unterbrochen würde. Deshalb ist nach einer Weiterbildung der Erfindung die Rückstellbewegung
der Blendscheibe gegenüber der Dauer des lichtelektrisch gesteuerten Umschaltvorganges
von Schnell- auf Langsamgang verzögert, wozu die Blendscheibe für beide Bewegungsrichtungen
Rastvorrichtungen aufweist, die einstellbar sind.
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Des weiteren muß auf die endliche Breite der Meßspalte Rücksicht genommen
werden, um eine Einstelldifferenz, je nachdem, ob der Schlitten von links oder von
rechts einfährt, zu vermeiden. Zu diesem Zweck sind die ortsfesten Spalte zum Ausgleich
der bei entgegengesetzten Bewegungsrichtungen auftretenden Einstelldifferenz bei
breiten Meßspalten derart angeordnet, daß die Bilder der Spaltkanten eines Meßspaltes
in der genauen Einstellung je innerhalb eines der ortsfesten Spalte liegen.
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Bei Verwendung einer einzigen Fotozelle ist gemäß einer anderen Weiterbildung
der Erfindung die Blendscheibe mit einem Umschalter gekoppelt, dessen Kontakte je
nach der eingeschalteten Bewegungsrichtung mit entsprechenden Kontakten eines von
der Fotozelle gesteuerten Impulsrelais verbunden sind. Hierbei kann der Blendscheibe
und den ortsfesten Spalten ein vor der Fotozelle angeordnetes Objektiv nachgeschaltet
sein, welches die C)ffnung eines dem Maßstab nachgeschalteten Objektivs auf der
Fotozelle derart abbildet, daß der linke Spalt die Verstellbewegung von rechts nach
links und der rechte Spalt die Verstellbewegung von links nach rechts steuert.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung können auch Meßspalte verwendet
werden, deren Breite in der Größe der Steuergenauigkeit liegt. In diesem Fall kann
man jedoch nicht, wie es der Anordnung der optischen Umlenkmittel in dem Hauptpatent
entspricht, diese in gleicher Höhenebene anordnen, sondern die Umlenkprismen sind
in den den Meßspalt abbildenden Strahlen in Richtung des Meßspaltes höhenversetzt
übereinander angeordnet, wobei weitere Prismen die beiden Strahlengänge parallel
zueinander umlenken und die den beiden Strahlengängen zugeordneten Durchlaßöffnungen
der Blendscheibe ebenfalls höhenversetzt sind.
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Um dabei zu einer Vereinfachung der festen Spaltanordnung zu gelangen,
kann der Weg des einen Strahlenganges ein Umkehrsystem derart aufweisen, daß nach
Vereinigung der beiden Strahlenwege die Bewegung des Bildes des Meßspaltes unabhängig
von der Richtung der Verstellbewegung in nur einer Richtung gegen eine einseitig
angeordnete Meßkante einer Spaltbacke erfolgt. Diese Kante entspricht derjenigen
eines in anderen Anordnungen benötigten ortsfesten Spaltes, der auf diese Weise
nicht mehr benötigt wird.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist auch ein Strichmaßstab
verwendbar, dessen Strichbreite in der Größe der Steuergenauigkeit liegt. In diesem
Fall ist erfindungsgemäß diesem eine Blende, welche zum Herausgreifen des zur Messung
gewählten Maßstabstriches dient, zugeordnet und im Wege des Strahlengangs ein Objektiv
angeordnet, welches den Maßstabstrich auf einem entsprechend engen ortsfesten Spalt
abbildet, vor dem die Blendscheibe angeordnet ist, wobei das Einfahren des Bildes
des ausgewählten Maßstabstriches in den Steuerspalt diesen verdunkelt und die Bewegung
des Schlittens stillsetzt.
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Es ist auch möglich, die Steuerung mittels zweier Fotozellen zu bewirken.
In diesem Fall sind erfindungsgemäß zwei gleiche optische Systeme parallel zueinander
in einem Abstand angeordnet, der gleich dem Abstand der Kanten eines Meßspaltes
ist, wobei den beiden Fotozellen zwei Impulsrelais zugeordnet sind, von denen je
nach der Bewegungsrichtung das eine oder das andere den Einstellvorgang steuert.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 die gesamte Vorrichtung unter Verwendung eines
Maßstabes mit breiten Meßspalten und einer Fotozelle in schematischer Darstellung,
F i g. 2 einen Teil einer Vorrichtung unter Verwendung eines Maßstabes mit breiten
Meßspalten und zwei Fotozellen, F i g. 3 eine schematische Darstellung des optischen
Systems für Maßstäbe mit breiten Meßspalten unter Verwendung einer Fotozelle, F
i g. 4 den optischen Teil der Steuervorrichtung für Maßstäbe mit engen Meßspalten
unter Verwendung von einer Fotozelle und F i g. 5 den optischen Teil der Steuervorrichtung
für Maßstäbe mit dünnen Maßstabstrichen unter Verwendung einer Fotozelle.
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In F i g. 1 ist der Schlitten an einer Werkzeugmaschine, der verstellt
und genau eingestellt werden soll, mit 1 bezeichnet. Der Schlitten 1 läuft in den
Führungen 2 und 3 und wird durch Drehung der Spindel 4 in der Spindelmutter 5, die
mit dem Schlitten 1 fest verbunden ist, bewegt. Der Antrieb der Spindel 4 erfolgt
durch den Motor 6 über ein aus den Zahnrädern 7, 8, 9, 10 und der Kupplung 11 bestehendes
Getriebe, welches über die Kegelräder 12, 13 bzw. 12, 14, die durch die Kupplung
15 zum Richtungswechsel schaltbar sind, mit der Spindel 4 in Verbindung steht. Die
Kupplung 11 ist auf der Welle 16, auf welcher die Zahnräder 8 und 10 gelagert sind,
verschieblich und kuppelt die Welle 16, welche das Kegelrad 12 antreibt, entweder
mit dem Zahnrad
9 oder dem Zahnrad 7. In der gezeichneten Stellung
der Kupplung läuft die Welle 16 im normalen Vorschubgang (Schnellgang), in
der entgegengesetzten Stellung der Kupplung im Langsamgang. Die Verstellung der
Kupplung 11 erfolgt über den bei 17 schwenkbaren Hebel 18, der mit dem Magnetanker
19 des Kupplungsmagneten 20 und entgegengesetzt dazu mit der Rückstellfeder 21 in
Verbindung steht. Die Kupplung 15 ist auf der Welle 22, auf welcher die Kegelräder
13 und 14 gelagert sind, verschieblieh und kuppelt die Welle 22, welche die Spindel
4 antreibt, entweder mit dem Kegelrad 13 oder mit dem Kegelrad 14. In der gezeichneten
Linksstellung der Kupplung bewegt sich hierdurch der Schlitten -1 gemäß dem Richtungspfeil
23 von rechts nach links, während in der Rechtsstellung der Kupplung der Schlitten
von links nach rechts läuft. Die Verstellung der Kupplung 15 erfolgt über den bei
24 gelagerten Hebel 25, der mit den Magnetankern 26 und 28 der Kupplungsmagneten
27 und 29 sowie den Rückstellfedern 30 und 31 in Verbindung steht.
Die Rückstellfedern 30 und 31 haben hierbei die Aufgabe, bei Stromloswerden der
Kupplungsmagneten 27, 29 die Kupplung 15 außer Eingriff mit dem Kegelrad 14 bzw.13
zu bringen, so daß durch schnelle Hinführung der Kupplung 15 in die neutrale Zwischenstellung
bei Stromloswerden der Kupplungsmagneten 27, 29 die Bewegung des Schlittens 1 augenblicklich
stillgesetzt wird.
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Der Motor 6 erhält im dargestellten Fall durch Einschalten des Motorschützes
32 oder 33 vom Netz 34 Strom und ist so an die Schütze 32 und
33 angeschlossen, daß er bei Einschalten jedes der beiden Schütze in derselben
Richtung läuft. Die Motorschütze 32 und 33 sind vorteilhaft als Verzögerungsschütze
ausgebildet, derart, daß der Motor bei kleinen Tischverstellungen erst dann anläuft,
wenn der lichtelektrische Umschaltvorgang auf Langsamgang mit Sicherheit abgelaufen
ist.
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Die Bewegung des Schlittens 1 im normalen Vorschubgang, der auch ein
Schnellgang sein kann, wird durch Schalter, die als Drucktasten 35 und 36 ausgebildet
sind, besorgt, und zwar durch Niederdrükken der Drucktaste 35 für Vorschub- bzw.
Eilgang von rechts nach links gemäß Pfeil 23 und durch Niederdrücken der Drucktaste
36 für Vorschub- bzw. Eilgang von links nach rechts.
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Jede dieser Drucktasten ist als Sperrtaste ausgebildet, die in der
niedergedrückten Stellung durch die dann in die Ausnehmung 37 einfallende Sperrschiene
38, die unter Wirkung der Zugfedern 39 und 40 steht, gesperrt gehalten wird.
Die Auslösung der Sperrschiene 38 kann durch Niederdrücken des mittleren Druckknopfes
41 bewirkt werden, der keine Aussparung, sondern nur ebenso wie die anderen Drucktasten
einen Kegel 42 aufweist, der die Verschiebung der Sperrschiene 38 entgegen den Rückstellfedern
39 und 40 bewirkt. Diese Auslösung ist für den Fall vorgesehen, daß die Eilgangbewegung
nach rechts oder nach links unterbrochen werden muß. Die Drucktasten 35, 36 und
41 sind in bekannter Weise abgefedert, so daß sie entgegen der Wirkung der nicht
dargestellten Federn für den Einschaltvorgang niedergedrückt werden müssen. Die
Sperrschiene 38 steht durch die Stange 43 mit dem Anker 44 des Auslösemagneten 45
in Verbindung.
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Diese bis hier beschriebene Anordnung entspricht nur mit dem Unterschied
der im Hauptpatent als Ausführungsbeispiel beschriebenen Anordnung, daß bei der
letztgenannten Anordnung die dort verwendeten Motrschütze den Motor im Rechts bzw.
im Linkslauf einschalten, während sie im vorliegenden Fall den Motor in derselben
Drehrichtung einschalten.
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Die oberen Kontakte der Drucktasten 35 und 35 sind mit 351 und 361
bezeichnet. Beide Kontakte sind parallel geschaltet und stehen durch die Leitung
46 mit dem Kupplungsmagneten 20 sowie durch die Leitung 51 und über den Kontakt
893 mit einem Pol der Steuerbatterie 48 in Verbindung, deren anderer Pol durch die
Leitung 49 mit dem Kupplungsmagneten 20 verbunden ist. Der untere Kontakt 352 ist
durch die Leitung 50 mit dem Schaltschütz 33 sowie durch die Leitung
51 mit einem Pol der Steuerbatterie 48 verbunden, deren anderer Pol durch die Leitung
52 Verbindung mit dem Schaltschütz 33 hat. Durch die Leitungen 53 und 54 ist der
Kupplungsmagnet 29 parallel zum Schaltschütz 33 geschaltet, so daß beim Niederdrücken
der Drucktaste 35 der Motor 6 anläuft und durch Betätigung der Kupplung 15 der Schlitten
in Richtung des Pfeiles 23 von rechts nach links läuft. Durch Drücken des Knopfes
35 erhält außerdem der Magnet 63 durch die Leitungen 59 und 60 Strom und bewegt
durch Einziehen des Ankers 65 die mit diesem durch die Stange 67 verbundene Blendscheibe
71 mit den Spalten 72 und 73 nach rechts, so daß Licht durch den Spalt 72 der Blendscheibe
und durch den fest angeordneten Spalt 76 sowie über die Linse 78 auf die Fotozelle
79 gelangt. Der zweite ortsfeste Spalt 77 ist durch die Blendscheibe 71 abgedeckt.
Die Einrastvorrichtung 70 kommt mit der Blendscheibe 71 in Eingriff. Die Rastvorrichtungen
69, 70 sind so leicht eingestellt, daß sie zwar bei endgültigem Strornloswerden
der beiden Magneten 63 und 64 die Rückführung der Blendscheibe 71 in die Mittelstellung,
in der beide Spalte 76 und 77 abgedeckt sind, durch die Federn 74 und 75 zulassen,
jedoch während der Schaltzeit der Relais die durch die Federn 74 und 75 versuchte
Rückführung der Blendscheibe 71 in die Mittelstellung unterbinden.
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Durch Drücken des Druckknopfes 35 wird über den Kontakt 362 und die
Leitungen 55 und 56 das Schaltschütz 32 angezogen; ferner erhält über die Leitungen
57 und 58 der Kupplungsmagnet 27 und über die Leitungen 61 und 62 der Magnet 64
Strom. Hierdurch bewegt sich der Schlitten 1 von links nach rechts, und die Blendscheibe
71 wird über den Anker 66 und die Stange 68 nach links gezogen, so daß jetzt durch
ihren Spalt 73 und den fest angebauten Spalt 77 die Fotozelle 79 über die Linse
78 Licht erhält.
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An dem Schlitten 1 ist der Maßstab 80 befestigt, der in dem Ausführungsbeispiel
nach F i g. 1 mit einer Reihe von einzelnen breiten Meßspalten 81 versehen ist.
Hinter diesem Maßstab befindet sich eine steuerbare Blendenvorrichtung, welche jedem
Maßspalt 81 zugeordnete Blenden 82 enthält, die wahlweise geöffnet oder geschlossen
werden können. Die Blenden 82 sind beispielsweise als Schieber ausgebildet, und
die Kanten jedes Meßspalts 81 entsprechen einer genauen Position des Schlittens
1. Die Blende 82' ist hochgezogen, so daß der Meßspalt 81' geöffnet ist. Die ortsfeste
Lichtquelle 83 mit dem Kondensator 84 beleuchten den Maßstab 80. Die Lichtstrahlen
fallen durch den geöffneten Lichtspalt 81', der durch das ortsfeste Objektiv 85
in der Ebene der beiden ortsfesten
engen Spalte 76 und 77 abgebildet
wird. Hierbei sind die engen Spalte 76 und 77 so angeordnet, daß, wie es F i g.
3 zeigt, das Bild der linken Kante 103 des Spaltes 81' zwischen den beiden Backen
des engen Spaltes 77 und die rechte Kante 102 des Spaltes 81' zwischen den Backen
des engen Spaltes 76 abgebildet wird. Die Linse 78 hat die Aufgabe, die Öffnung
des Objektivs 85 auf der Fotozelle 79 abzubilden, so daß entsprechend der Stellung
des Meßspaltes 81' und der Blendscheibe 71 auf der Fotozelle eine gleichmäßig helle
bzw. dunkle Scheibe entsteht.
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Die Fotozelle 79 wirkt auf einen Verstärker 86, in dessen Ausgang
über Leitungen 87 und 88 im Gegensatz zum Hauptpatent nur ein einziges Relais (Impulsrelais
89) liegt, das bei Auftreffen eines Lichtstrahles auf die Fotozelle 79 anzieht,
während es bei Verdunkelung der Fotozelle abfällt. Der obere Kontakt 891 des Relais
89 verbindet über die Leitungen 90 und 91 einen Pol der Steuerbatterie 48 mit dem
Auslösemagneten 45, der über die Leitungen 56 und 92 mit dem anderen Pol der Steuerbatterie
48 verbunden ist. Der mittlere Kontakt 892 verbindet über die Leitung 94, die Umschaltkontakte
97, die Leitung 95 und über die Leitungen 52 und 93 das Schaltschütz 33 mit der
Steuerbatterie 48 und legt dadurch zugleich den parallel geschalteten Kupplungsmagneten
29 sowie den Magneten 63 an die Steuerbatterie. Der untere Kontakt 893 unterbricht
beim Ansprechen des Relais 89 die Leitung 100-51, so daß die Steuerspannung an die
Motorschütze 33, 32, an die Kupplungsmagneten 29, 27 und an die Magneten 63, 64
nicht mehr über die Druckknöpfe 35 und 36, sondern ausschließlich über den Kontakt
892 des Relais 89 sowie über die Umschaltkontakte 97 angelegt ist. Die Unterbrechung
der Leitung 100-51 läßt außerdem den Kupplungsmagneten 20 abfallen. Die Entscheidung,
ob über die Leitung 95 das Motorschütz 33, der Kupplungsmagnet 29 und der Magnet
63 oder ob über die Leitung 96 das Motorschütz 32, der Kupplungsmagnet 27 und der
Magnet 64 Steuerspannung erhalten, wird dabei durch die Kontakte 971, 972, 973 des
Umschalters 97 getroffen, dessen Schalthebel 98 um die Achse 99 schwenkbar ist.
Der Hebel 98 ist dabei mit der Stange 67 der Blendscheibe 71 verbunden und macht
deren Bewegung mit.
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Der gesamte Einstellvorgang ist folgender: Es sei angenommen, daß
der Schlitten 1 in eine neue Einstellung nach links verschoben werden soll (Pfeil
23). Durch Niederdrücken der Drucktaste 35 werden das Schaltschütz 33 und die Kupplungsmagneten
20 und 29 betätigt, wodurch der Motor 6 anläuft und sich der Schlitten 1 im Eilgang
von rechts nach links bewegt. Zugleich wird auch der Magnet 63 betätigt, der die
Blendscheibe 71 aus der Mittelstellung, in der beide ortsfeste Spalte 76 und 77
abgeschaltet sind, in eine Stellung bewegt, die bei Einfahren des gewählten Meßspaltes
81' in das Gesichtsfeld der optischen Anordnung Licht durch den ortsfest angebrachten
Lichtspalt 76 auf die Fotozelle 79 fallen läßt. Außerdem wird hierdurch der Umschalter
97 in die in F i g. 1 gezeichnete Lage gebracht.
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Erhält die Fotozelle 79 durch Einfahren des Bildes der linken Spaltkante
des geöffneten Spaltes 81' in den ortsfest angebrachten Spalt 76 Licht, so zieht
das Relais 89 an. Der bisher geschlossene Ruhekontakt 893 wird geöffnet, und die
beiden Arbeitskontakte 891 und 892 werden geschlossen. Beim Öffnen des Kontaktes
893 wird die Spannung vom Motorschütz 33, vom Kupplungsmagneten 29 und vom Magneten
63 für die kurze Zeitdauer des Anzuges der Relaiskontakte weggenommen und über den
geschlossenen Kontakt 892 wieder angelegt, und zwar über die linken Kontakte 971
und 972 des Umschalters 97. Beim Schließen des Relaiskontaktes 891 erhält
außerdem der Rückzugmagnet 45 Spannung und zieht die Rastplatte 38 zurück, so daß
die Drucktaste 35 in ihre Ruhelage zurückfedert und die Kontakte 351 und 352 öffnet.
Durch den offengehaltenen Relaiskontakt 893 ist die Steuerspannung von den Kontakten
der Drucktaste 35 abgeschaltet, so daß nunmehr der Relaiskontakt 892 die weitere
Steuerung des Einstellvorganges übernimmt, nachdem beim öffnen der Kontakte 893
und 351 der Kupplungsmagnet 20 abgefallen ist, so daß die Kupplung 11 unter
Einwirkung der Rückstellfeder 21 die Vorschubbewegung auf Langsamgang geschaltet
hat.
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Die Bewegung der Blendscheibe 71 unter Einwirkung der Kraft der Federn
74 und 75 ist durch die Raststifte 69, 70, in der gezeichneten Stellung durch den
Raststift 70, während der Anzugsdauer des Relais 89 gehemmt, so daß der Spalt 72
in seiner Lage bleibt und auch während der Dauer des Umschaltvorganges Licht auf
den ortsfesten Spalt 76 gelangen läßt. Der Schlitten 1 bewegt sich demnach im Langsamgang
weiter nach links, so lange, bis das Bild der rechten Kante des Spaltes 81' in den
ortsfesten Spalt 76 einfährt und die Fotozelle 79 plötzlich verdunkelt. Durch diesen
Impuls fällt das Relais 89 ab und schaltet durch öffnen des Kontaktes 892 das Schütz
33, den Kupplungsmagneten 29 und den Magneten 63 ab. Hierdurch gelangt die Kupplung
15 außer Eingriff, und der Schlitten 1 bleibt trotz auslaufenden Motors 6 sofort
stehen. Zugleich fällt durch öffnen des Kontaktes 891 der Rückzugsmagnet
45 ab, so daß das Rastblech 38 unter Wirkung der Federn 39 und 40 wieder einrasten
kann. Außerdem werden die Kontakte 893 wieder geschlossen, so daß die Steuerung
wieder auf die Drucktasten zurückgelegt ist. Außerdem kommt die Blendplatte 71 unter
Einwirkung der Federn 74 und 75 in ihre Mittelstellung, in der sie sämtliche Lichtstrahlen
von den ortsfesten Spalten 76 und 77 abschirmt und aus der sie erst wieder durch
erneutes Drücken einer Drucktaste 35 oder 36 herausbewegt wird.
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Will man den Schlitten 1 nacheinander in zwei en,-benachbarte Stellungen
einfahren, so kann der Fall eintreten, daß die Umschaltung vom Schnellauf Langsamgang
nicht rechtzeitig genug erfolgt, so daß die lichtelektrische Stillsetzung des Schlittens
1 infolge zu schnellen Verfahrens des Maßstabes 80 nicht durchführbar ist. Aus diesem
Grund sind die Schütze 32 und 33 als Verzögerungsschütze ausgebildet, derart, daß
die Bewegung des Motors 6 erst dann einsetzt, wenn der lichtelektrische Umschaltvorgang
abgelaufen ist, so daß beim Anlaufen des Motors der Schnellgang gar nicht erst einschaltet.
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Beim Einfahren eines geöffneten Meßspaltes 81 in das Gesichtsfeld
der optischen Anordnung läßt die zuerst einfahrende Kante des Meßspaltes 81 das
Relais 89 anziehen, während die ausfahrende Kante das Abfallen des Relais steuert.
Bei endlicher Breite des Meßspaltes 81 würde man demnach, wenn keine Blendscheibe
71 vorhanden wäre, eine Einstelldifferenz von der Größe der Spaltbreite 81 beim
Einfahren des Schilttens 1 von rechts nach links oder von links nach rechts erhalten.
Um einen solchen Fehler
zu vermeiden, muß die Stillsetzung des Schlittens
unabhängig von der Richtung, in der er einfährt, an derselben Stelle erfolgen. Hierzu
müssen die beiden optischen Strahlengänge einen Abstand voneinander aufweisen, der
genau gleich dem Abstand der beiden Kanten des Meßspaltes 81 ist. Die Auswahl desjenigen
optischen Strahlenganges, der entsprechend der Bewegungsrichtung des Schlittens
zur Funktion kommen muß, wird durch die Blendscheibe 71 bewirkt.
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In den F i g. 2 bis 5 sind entsprechende Maßnahmen für verschiedene
Maßstabformen dargestellt.
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In F i g. 2 ist ein mit breiten Spalten versehener Maßstab, der in
seiner Ausführung derjenigen nach F i g. 1 entspricht, schematisch dargestellt,
und zwar sollen durch die untereinander gezeichneten Stellungen I, 1I, III, IV die
verschiedenen Stellungen des Maßstabes beim Einfahren in die Meßstellung zur Darstellung
gebracht werden, wie später erläutert wird. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen
wie in F i g. 1 versehen. Es ist 80 der mit den Meßspalten 81 versehene Maßstab,
dessen Spalt 81' durch die Blendvorrichtung 82 für die Einstellung ausgewählt wurde.
Der Maßstab wird durch zwei optische Systeme abgetastet, die je aus den Lichtquellen
83 bzw. 83', den Kondensoren 84 bzw. 84' den Objektiven
85
bzw. 85', den fest angebrachten Spalten 76 bzw. 76' und den Fotozellen
79 und 79' bestehen. Die den Fotozellen zugeordneten Verstärker sind mit 86, 86'
bezeichnet, die über die Leitungen 87 und 88 bzw. 87' und 88' mit den beiden Impulsrelais
89 bzw. 89' verbunden sind, die in ihrer Wirkung dem Impulsrelais 89 nach F i g.
1 entsprechen. Da für jede Bewegungsrichtung je ein Impulsrelais vorhanden ist,
kann der Umschalter 97 hier in Fortfall kommen, denn das Relais 89 arbeitet über
seinen Kontakt 892 auf das Motorschütz 32 und das Impulsrelais 89' über seinen Kontakt
892' auf das Motorschütz 33. Die Kontakte 891 und 891' liegen parallel an dem Auslösemagneten
45, dessen weiterer Stromlauf über die Leitungen 92 demjenigen der F i g. 1 entspricht.
Die Kontakte 893 und 893' liegen ebenfalls parallel an den Kontakten
351 und 352 der Drucktaste 35 und ebenso an den Kontakten 361 und 362 der Drucktaste
36 entsprechend dem Schaltbild nach F i g. 1, das an die Leitungen 50 und 46 anschließt.
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Vor den Spalten 76 und 76' befindet sich die Blendplatte 71 mit den
Öffnungen 72 und 73. Die Blendplatte 71 deckt, wie vorher beschrieben, in ihrer
Ruhestellung beide optische Systeme ab. Soll der Schlitten 1 mit dem Maßstab 80
von links nach rechts bewegt werden (Pfeilrichtung 23'), so wird durch direkte Verschiebung
von Hand oder durch andere Mittel, wie dies bereits beschrieben ist, die Blendplatte
71 in eine Stellung gebracht, in der Licht durch den Spalt 72 fallen kann, wodurch
das linke optische System zum Arbeiten kommt. Soll der Schlitten mit dem Maßstab
80 von rechts nach links fahren (Pfeilrichtung 23'), so wird die Blendplatte 71
nach rechts verschoben (Pfeilrichtung 101), derart, daß jetzt das linke optische
System abgeblendet ist, während die rechte Fotozelle 79' durch Spalt 73 Licht erhält.
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Die beiden optischen Systeme befinden sich in einem Abstand, der gleich
dem Abstand der Kanten eines Meßspaltes ist. Es findet dann die lichtelektrische
Stillsetzung des Meßtisches stets an derselben Stelle, d. h. ohne Einstelldifferenz
statt. Bewegt sich nämlich der Maßstab von links nach rechts in Pfeilrichtung 23',
so bewirkt in Stellung 1 des Maßstabes die Spaltkante 102 das Anziehen des
zur Fotozelle 79 gehörenden Relais 89, während die Kante 103 nach Einfahren in die
Stellung II, die der Deutlichkeit halber unter dem Maßstab 80 gezeichnet wurde,
das Relais 89 zum Abfallen bringt und damit die Bewegung des Schlittens 1 stillsetzt.
Läßt man den Schlitten 1 mit dem Maßstab 80 in Pfeilrichtung 23 von rechts nach
links einfahren, so läßt nach Verschiebung der Blendenplatte 71 in Pfeilrichtung
101 die Kante 103 das zur Fotozelle 79' gehörende Relais 89' anziehen, wie dies
in Stellung III dargestellt ist. Die Kante 102 bewirkt nach Einfahren des Maßstabes
in Stellung IV das Abfallen des Relais 89' und damit die Stillsetzung des Schlittens
1 mit dem Maßstab 80 in Stellung IV. Da der Abstand der beiden optischen Systeme
genau gleich dem Abstand der Kanten eines Meßspaltes ist, stimmt die Endstellung
II für das Einfahren in Pfeilrichtung 23' mit der Endstellung IV für das Einfahren
in Pfeilrichtung 23 überein, wodurch die Einstelldifferenz für das Einfahren des
Schlittens 1 von verschiedenen Seiten exakt aufgehoben wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die beim Einfahren
eines aus breiten Spalten bestehenden Maßstabes von entgegengesetzten Seiten entstehende
Einstelldifferenz durch optische Mittel auch mit Hilfe nur einer Fotozelle vermieden
werden, wie dies zusätzlich zur F i g. 1 in F i g. 3 dargestellt ist. Für gleiche
Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet. In F i g. 3 ist 80 der aus breiten Meßspalten
81 bestehende Maßstab. Durch die Blendvorrichtung 82 wurde der Meßspalt 81' für
die Steuerung geöffnet. Das optische System besteht aus der Lichtquelle 83, dem
Kondensator 84, dem Objektiv 85, den beiden fest angebrachten Spalten 76 und 77,
der Linse 78 und der Fotozelle 79. Die Spalte 76 und 77 sind dabei so weit voneinander
entfernt, daß die Bilder der Spaltkanten 102 und 103 je innerhalb eines der Spalte
76 und 77 liegen. Vor den Spalten 76 und 77 befindet sich die Blendplatte 71 mit
den Spaltöffnungen 72 und 73, die in der Ruhestellung der beiden Spalte 76 und 77
abdeckt. Soll. der Schlitten in der Richtung 23 von rechts nach links bewegt werden,
so wird die Blendplatte 71 entweder von Hand oder, wie z. B. in F i g.1 gezeigt,
durch elektrische Mittel von der Drucktaste 35 her so verstellt, daß der Spalt 76
durch den Spalt 72 Licht erhält. Bei der Bewegung des Maßstabes in Pfeilrichtung
23 gibt die Kante 103 Licht durch die Spalte 72 und 76 auf die Fotozelle 79 frei
und läßt das Relais 89 anziehen, während die Spaltkante 102 das Licht wieder abblendet,
wodurch das Relais 89 abfällt und die Bewegung des Schlittens 1 stillsetzt. Soll
der Schlitten 1 in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 23) bewegt werden, so
muß durch Verschiebung der Blendplatte 71 in Pfeilrichtung 101 der Spalt 77 durch
den Spalt 73 geöffnet werden. Die Fotozelle erhält demnach bei Einfahren der Spaltkante
102 Licht, und die Schlittenbewegung wird beim Einfahren der Spaltkante 103 stillgesetzt.
Auch in diesem Fall findet demnach die Stillsetzung des Schlittens beim Einfahren
aus entgegengesetzter Richtung an derselben Stelle, d. h. ohne Einstelldifferenz
statt. Wie in F i g. 1 ist beim Arbeiten mit nur einer Fotozelle der Umschalter
97 vorgesehen, der in Verbindung mit der Blendplatte 71 den Steuerstrom, der durch
das Relais 89 geschaltet wird, auf die der Bewegungsrichtung des Schlittens 1 zugeordneten
Magneten
und Schütze, d. h. entweder auf 33, 29 und 63 oder auf 32, 27 und 64, leitet.
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An Stelle von Maßstäben mit breiten Meßspalten kann man auch Maßstäbe
mit engen Meßspalten verwenden, deren Breite in der Größe der gewünschten Steuergenauigkeit
liegt. In F i g. 4 ist der optische Teil eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
der Steuerung für einen solchen Maßstab dargestellt. Die Anordnung besteht aus dem
Maßstab 80 a mit den Meßspalten 81a, von denen der Meßspalt 81a' durch die Blende
82' zur Messung geöffnet ist. Der Meßspalt 81ä wird durch eine nicht gezeichnete
Anordnung beleuchtet und durch das Objektiv 85 entweder über das obere Prismensystem
104, 105, 106, 107 unter Zwischenschaltung des Umkehrsystems 108,109 oder über das
untere Prismensystem 104', 105', 106', 107' ohne Zwischenschaltung eines Umkehrsystems
auf der Spaltbacke 76 a scharf abgebildet. Die Lichtstrahlen treffen darauf auf
die in dem Fotokopf 79' befindliche Fotozelle. Dabei sind die beiden inneren Umlenkprismen
104,104' in Richtung des Meßspaltes unmittelbar übereinander angeordnet, so daß
beide- den vom Meßspalt ausgehenden Strahlengang in seiner Höhe etwa je zur Hälfte
empfangen. Die von den Prismen ausgehenden Strahlengänge werden dann durch die weiteren
Prismen 105,
105' parallel zueinander umgelenkt. In diesen beiden Strahlengängen
befindet sich die Blendscheibe 71 mit ihren höhenversetzten Durchlaßöffnungen 72a
und 73 a sowie mit dem mit ihr fest verbundenen Umschalter 97. Entsprechend
der gewünschten Tischbewegung wird durch die Blendscheibe 71 Licht entweder durch
das Prismensystem 104, 105, 106, 107 oder durch das Prismensystem 104', 105', 106',
107' freigegeben. Wie man an den eingezeichneten Richtungspfeilen 23 und 23' sowie
an deren Bildern 124 und 125 bzw. 125' erkennt, bewegt sich das Bild des Meßspaltes
81 ä infolge der Wirkung des Umkehrsystems 108, 109 trotz Einfahrens des Schlittens
1 aus entgegengesetzter Richtung stets in gleicher Richtung, nämlich entsprechend
den Pfeilen 125, 125' auf die Meßkante der Spaltbacke 76a hin, so daß auch bei Maßstäben
mit engen Spalten der geforderte Steuervorgang, nämlich Anziehen des Relais 89 bei
Einfahren des Meßspaltes 81a' in das Gesichtsfeld des optischen Systems und Abfallen
des Relais 89 bei Auftreffen des Bildes des Meßspaltes 81a' auf die Kante der Spaltbacke
76a, eindeutig und ohne Einstelldifferenz gewährleistet ist, wobei wiederum durch
die Blendscheibe 71 der für die Bewegungsrichtung des Schlittens 1 vorgesehene Strahlengang
freigegeben wird, während der mit der Blendplatte 71 verbundene Umschalter 97 das
Ansprechen des für die Bewegungsrichtung verantwortlichen Magneten bewirkt.
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Die F i g. 5 zeigt das Schema einer abgeänderten Ausführungsform der
Steuervorrichtung, bei der der Maßstab an Stelle von Meßspalten Maßstabstriche aufweist,
deren Breite in der Größe der gewünschten Steuergenauigkeit liegt. Dieser Strichmaßstab
ist mit 80b bezeichnet. Hinter diesem Strichmaßstab befindet sich die steuerbare
Blende 82b, die in diesem Fall als Schieber dargestellt ist, der eine Blendöffnung
mit den beiden Kanten 82 b' aufweist. Zum Auswählen des Maßstabstriches wird die
Blende 82 b in die entsprechende Stellung verschoben. In der gezeichneten Stellung
ist der Maßstabstrich 81 b ausgewählt. Die lichtsteuernden Kanten sind in diesem
Fall nicht am Maßstab, sondern an der Blende 82 b in Gestalt der Kanten 82b' angeordnet.
Da der Strichmaßstab selbst lichtdurchlässig ist, übernehmen die Kanten 82 b' der
Blende 82 b in Verbindung mit dem ortsfesten Spalt 76 und einem der Spalte 72, 73
der Blendplatte 71 die fotoelektrische Einschaltung des Langsamganges in der einen
oder in der anderen Richtung, während die Blendplatte 71 in ihrer Ruhestellung das
Licht vom Spalt 76 abschirmt. Die Stillsetzung des Langsamganges wird durch den
Maßstabstrich 81 b gesteuert, dessen durch das Objektiv 85
projiziertes Abbild
den ortsfesten Spalt 76 abschattet und die im Fotokopf 79' befindliche Fotozelle
abdunkelt. Mit der Fotozelle ist, wie zu den F i g.1 und 2 beschrieben, ein Relais
89 verbunden, das beim Abfallen, also im Augenblick der Unterbrechung der Lichteinwirkung
auf die Fotozelle, in der bereits beschriebenen Weise die im Langsamgang erfolgende
Bewegung stillsetzt. Die Steuervorrichtung ist sonst die gleiche wie die in F i
g. 1 dargestellte, von der nur der Umschaltkontakt 97 mit den abgehenden Leitungen
94, 95 und 96 in der F i g. 5 dargestellt ist. Der Umschalter 97 wird ebenso wie
in F i g. 1 verwendet und bestimmt ebenso wie dort die Bewegungsrichtung des Tisches
nach Anziehen des in der F i g. 5 nicht dargestellten Relais 89.
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Eine Einstelldifferenz beim Einfahren des Schlittens aus der einen
oder anderen Richtung ist dann nicht vorhanden, wenn die Breite des Maßstabstriches
81b und damit auch die auf den Maßstab zurückprojizierte Breite des ortsfesten Spaltes
76 in der Größe der gewünschten Steuergenauigkeit liegen.