DE1302449C2

DE1302449C2 - Antriebsvorrichtung fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE1302449C2
Application number: DE19641302449D
Authority: DE
Inventors: Carl R. Shaker Heights; Foster Francis A. Parma Heights; Nekola Robert L. Chesterland; Ohio Arthorp jun. (V.StA.)
Original assignee: Cleveland Twist Drill Co
Current assignee: Cleveland Twist Drill Co
Priority date: 1963-08-12
Filing date: 1964-08-12
Publication date: 1974-10-31
Also published as: US3196748A; DE1302449B

Description

4. Antriebsvorrichtung nach einem oder meh- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe reren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- 60 zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs erzeichnet, daß der Impulsgenerator (435) für die wähnten Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, daß Einstellimpulse einen veränderlichen Impulsver- in einem weiten Bereich einstellbarer Größenverhältvielfältiger mit einem Transistor (T) in einer nisse des ersten Bewegungsablaufs gegenüber dem Spannungsteilerschaltung (A₁, C₂) enthält. zweiten Bewegungsablauf Impulsfolgen, die zur ge-

65 nauen Bestimmung der Lage, beispielsweise des

Werkstückes während des Drehvorschubs dienen,

nicht verlorengehen, sondern die dem Schrittmotor

zugeführten Impulse auch grundsätzlich von diesem

Sngts^w^denTö^er⁸^¹¹^ ^Winkeld-hung stück W, beispielsweise entsprechend einem Bohl

Diese Aufgabe wird erfindungseemäß HaH,,^ oder Raumwerkzeug, herstellen. Die Maschine Λ

öst, daß zum Herstellen^ mTw ^dadu.rcn ge- enthält sinen Tisch T zur Aufnahme eines Spindel

letzter wendeSge" S^L^ST^ Tfrl· * ^{dem eine} Werkzeughalterung oder Spin

blf dh i LZL ^CWe" ^{5 del 2 dr}ehbar auf Rollenlagern montiert ist Di

letzter wendeSge S^L^ST^ Tfrl· * ^{dem eine} Werkzeughalterung oder Spin

fiungsablauf durch eine LänZ™.* L ^CWe" ^{5 del 2 dr}ehbar auf Rollenlagern montiert ist. Di

^cfSSckLZdd^^I^Z^^ ^{des S}P^{mdel wird über e}™ Getriebe von einem auf der

emfSS^^StSSSV^'SS g-d-o* 1 montierten Schrittmotor S ange

» schraubspindel:

Das Gehäuse 10 ist um dne senkrechte AcLe au ^e"!f ^ ^{der der Führun}8ⁿ verschwenkbar, wie es durch di< ^{e abweichende}- schiefe Lage des Tisches T nach Fig. 2 angedeute

Bewegung deSS oi'-KT-'^f³¹^ *⁵ ^ht ^{Die Fu}h™gll * senkrecht zu? Zeichenebem foir_e?uführbar* wZXl^wahrleist^ende Impuls- der Fig. 1 _auf dem Sockel 12 beispielsweise mil i n7^l '^ ^{der normale} Hilf i Q

foir_e?uführbar wZXlp Fig. 1 _auf dem Sockel 12 beispielsweise mil

wie wirksamen7n^lfoi -'^ ^{der normaler}" Hilfe eines Querspinddhandrades 14 verschiebbar

des A_nIaSi_n undAbSf T% ΐ ^{schritthaIten}- Der Sockel 12 ist mittels einer senkrecht wirkender

g i tS Γ ^{deS S}^nttmotors zu Spindl d hdlih Ad 15 f d

des A_nIaSi_n undAbSf T% ΐ ^{schritthaIten} Der Sockel 12 ist mittels einer senkrecht wirkender lässigen Wei _btS Γ, ^{deS S}^nttmotors zu- Spindel oder hydraulischen Anordnung 15 auf dem motozuSuUen S^ " ^?⁶"^{1 Schrilt}- ^{ao Fuß 16 der Mascl}»ine zwischen den Grenzschaltern Mr Id und O₃R dÄ ,Γ ?™ ^Zu^{Wer Spdcher}- ¹⁷' ^{19 heb}" ^und senkbar. Die Grenzschalter 17, 19

äesArbSfsSS.« Hi^nttm.^ot°^{r nac}h Durchführen werden durch vertikal einstellbare Nockenplatten

S die der AS«!!?" ™* ff^{dlen einer Nut}' ^{28 bzw}- ^{29 am} Sockel 12 betätigt. Der Tisch T läuft

e-anses entsprechende iSkÄT Γΐ" ^ArbdtS- ^{fÜr den Vorlauf oder zum Schn}'« ^{nach rechts nach}

dureh daß dem ShritY Ϊ ^{8e drehbar ISt da}" ^{a5 den Fi}8-1 und 2 h- BeJtigung der Spindel 3 in

generator Fint^imn Vf-L Γ" ^{emem ImpuIs}" ^{der eine}" Drehrichtung. Die Grenzschalter 23 und

KhI^ ieweifs ZfZ^ Ϊ £ I^ ^d™ⁿ ^An" ^{27 werden an den} gewünschten Grenzen der Vor-

der An£ss_teM,nin "^ntersc _f ^h!^edll*^e;, Winkellage wärts- und Rückwärtsbewegung des Tisches durch

bei'sCorSe e n«S,^^{der aufein},^ande;^folg^en^n Ar- horizontal einstellbare Nockenplatten 31, 32 betätigt

Te ITl d=^rseif "^{nd aus dem d}'e Endstellung 30 und bringen bei ihrer Betätigung den Tisch zum Still-

ihin H 7»ί T^geS kennzeichnenden stand. Ein mit konstanter Geschwindigkeit laufen-

Spucherstand des Zahlers andererseits resultiert. der Elektromotor 4 treibt die Spindel13 über ein

nuklear auf lnpm^gh^er-^Erfindu"? ^be,^{stcht der} Ι"»- Getriebe 5 derart an, daß die Laufgeschwindigkeit

r_aufihfwerk Γη K^{ar νεΓ}^'"^55ε1ΐεη Dezimal- des Tisches T und damit die Schneidgeschwindigkeit

Dekade Tsch lter Z I Tf ^Koi™*^e™^c^™Z 35 geändert werden kann. Die Schneidgeschwindigkeit

E d?« 7,M i Iu, ⁸Jf^S Λ' ^^ind^ ^{deren EinbteI}- ^{wird von Hand}' beispielsweise über eine Handkurbel

iShrt? imn ? w ?. · ^ ^ ^ImP^ulsteiler 24, eingestellt, die auf einer Welle 26 im Sockel 12

HHfsTtener^{2 8?}t ^Wir?· ··„· ^{sitzt Ε}*^ηε Geschwindigkeitsanzeigescheibe 25 dient

eS « £ ^{1St Z}^^Cu^maß!^{g durch eine} zur Anzeige der Vorschub-und der Schneidgeschwin-

öftTn T ^SChaItb»^r· ^{d:e bei Im}P^uls- ^{40 d}igkeit, auf die die Maschine eingestellt ist.

f* ^zulassi8^{en Wertes den d}irekten Gegebenenfalls kann man auf dem Tisch T einen

htock ert Impulsgenerator zum Schrittmotor geeigneten ruhenden Reitstock 18 zur Aufnanme des

τ« «,-υ»,·»., α u-ij j τ- ^ ^vom Spindelstock 1 abgewendeten Endes des Werk-

In weiterer Ausbildung der Erfindung enthält der stiickesV vorsehen

iTn^SgT^ener,^{tOr zw}f_f ^ckmäßigerweise einen veränder- ₄₅ Ein Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Fräswerk-

ΪΑηΐ Tf ίΤ ^{mit einem Transistor in} zeug 20, ist auf der angetriebenen horizontalen Welle einer Spannungste.lerschaltung. _{21 der Maschine} _M _m ^s _{omiert Die Achse der We}„_e

Anspruch 1 gilt nur nach Maßgabe seiner Gesamt- 21 steht senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 und

^kOm. ^inail^on: . . _L verläuft schräg und im Abstand oberhalb der Längs-

Die brtindung wird nachstehend an Hand eines in 50 achse22 des Werkstückes W, wie man aus Fig. 2

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erkennen kann,
erläutert. Es zeigt . In der abgesenkten Stellung des Tisches T befin-

t ig. 1 eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine det sich das Werkstück W vollständig unterhalb des

mit einer Antnebsvornchtung gemäß der Erfindung, Schneidwerkzeuges 20, so daß der Tisch frei in die

«_n λ T-'ift^."⁸?¹ ^FlgA ^{im Schnitt 55} Ausgangsstellung zurückkehren kann,

längs der Linie 2-2 der F, g. 1, _{Bei der Schne}idarbeit wird die Spindel 2 mit dem

p_f V^g· * ^emJi. Emzelansicht in Richtung der Werkstück durch den Schrittmotor S in Umlauf ver-

rreiie j-j aer 11ig. 1, _{setzt Dazu wer}den Impulse von einem Impulsgene-

• L· ^Cinf ^si,^ematische Darstellung der Antriebs- rator 7 erzeugt, der an der Unterseite des Sockels 12

vorrichtung der Werkzeugmaschine, 60 montiert ist und mit der Spindel 3 in Antriebsverbin-

r 1 g. 5 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrich- dung steht

lung gemäß der Erfindung bei Anwendung an der Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit des Ver-

Werkzeugmaschine nach Fi g. 1, hältnisses zwischen dem Beginn des Vorwärts- oder

hig. 6 em Schaltbild des Impulsgenerators und Arbeitshubes des Tisches T und der Erregung des

Mg. 7 ein Schaltbild einer Dekade des Impuls- 65 SchrittmotorsS ist ein Grenzschalter 34 auf einem

*/·!' a », _L· w Ende des Tisches Γ montiert, der durch einen Finger

¹T₁ ^der .^Masch"ie M nach Fig. 1 lassen sich 35 (Fig. 3) auf einer Kreisscheibe 36 betätigt wird,

wendelformige Nuten in einem zylindrischen Werk- die am vorstehenden Ende der Spindel 3 befestigt ist.

Auf diese Weise wird der Schalter 34 genau zu dem Stückes um jeweils 90° gegeneinander versetzt angerichtigen Zeitpunkt beim Umlaufen der Spindel 3 be- ordnet sind. Bezeichnet man beispielsweise die Antätigt, so daß bei der Herstellung von Mehrfachnuten fangspunkte entsprechend einer Windrose mit N, O, in einem Werkstück jede nachfolgende Nut dann be- S und W, dann ergibt sich folgende Situation, wenn ginnt, wenn der Tisch T in der gleichen Stellung wie 5 der Fräser nach dem Schneiden der ersten wendelbei der vorhergegangenen Nut steht. förmigen Nut beispielsweise an einer Stelle zwischen Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen An- den Punkten N und O am Anfang des Werkstückes triebsvorichtung soll im folgenden, insbesondere an zum Stehen kommt. Das Werkstück wird dann nicht Hand der Fig. 4 und 5, näher erläutert werden. in die Ausgangslage bis zum Erreichen des Punktes N Der Vorschubmotor 4 treibt über ein in Stufen io verdreht, um von dort erst durch eine Drehung um schaltbares Getriebe 5 den Längsvorschub des Werk- 90° in die Lage entsprechend dem Punkt O zu komstückes über eine schaltbare Kupplung 503. Von men, sondern man fährt sofort von der Z.wischeneinem Vorgelege aus den Zahnrädern 50 und 51 am stelle bis zum Punkt O. Der Zähler 400 stellt nämlich Ausgang des Getriebes 5 aus wird über eine Welle 49 die Anzahl der Impulse fest, die dem Schrittmotor ein Impulsgenerator 52 angetrieben, der Impulse zum 15 zugeführt werden müssen, damit eine Drehung des Antrieb des Schrittmotors S abgibt, der die Dreh- Werkstückes aus der Stellung entsprechend dem bewegung des Werkstückes bewirkt. Dadurch läuft Endpunkt in die Stellung entsprechend dem nächsten der die Drehbewegung bewirkende Impulsgenerator Anfangspunkt O erfolgen kann. Diese Einstellimpulse 52 synchron mit dem Längsvorschub in jeder Schalt- werden von einem zweiten Impulsgenerator 435 abstellung des Getriebes 5, d. h., die vom Impulsgene- 20 gegeben. Somit wird das Werkstück grundsätzlich rator 52 abgegebene feststehende Impulszahl pro unmittelbar aus der Endstellung am Ende eines Umdrehung des Impulsgenerators steht in einem Schnittvorganges in die nächste Anfangslage für den festen, unveränderlichen Verhältnis zur Wegeinheit nächsten Schnittvorgang gedreht, woraus eine erhebdes Längsvorschubs. liehe Zeitersparnis resultiert.

Die Impulszahl pro Umdrehung des Impulsgenera- 25 Eine genaue Einstellung des Werkstückes in die

tors wird durch einen Impulsteiler 100 geteilt, d. h. nächste Anfangslage setzt voraus, daß in der Steuer-

reduziert, um derart die jeweils gewünschte Steigung anordnung die momentane Winkellage des Werk-

der wendeiförmigen Nuten zu erhalten, die in das Stückes jederzeit genau feststellbar ist. Anders läßt

zylindrische Werkstück eingeschnitten werden sollen. sich nämlich die erforderliche Anzahl der Einstell-

; Beträgt beispielsweise die Impulszahl pro Umdre- 30 impulse nicht exakt berechnen.

:; hung 7200 und ist der eingestellte Teilungsfaktor 100, Falls der Schrittmotor in der Lage wäre, auch beim

' ^ dann ist die für den Schrittmotor S bestimmte Im- Anfahr-und beim Bremsvorgang jeden Impuls exakt

·.-JJ; pulszahl nur 72 Impulse pro Umdrehung des Impuls- zu verarbeiten und sich bei jedem Impuls um einen

:ß. generators, wobei von weiteren Getriebestufen abge- bestimmten Winkelbetrag zu drehen, so könnte man

;';| sehen ist. Bei dieser Impulszahl entsteht ein Gewinde 35 sich darauf beschränken, die vom Impulsgenerator

iäj mit großer Steigung, da sich das Werkstück im Ver- 52 abgegebene Impulszahl unter Berücksichtigung

.i«S hältnis zum Längsvorschub langsam dreht; erhält der des Teilungsfaktors als Meßwert für die Feststellung

~ψ» Schrittmotor S beispielsweise 7200 Impulse pro Um- der Momentanwinkellage zu wählen. Es hat sich

^:'^ drehung des Impulsgenerators, d. h. diese unmittel- jedoch gezeigt, daß oberhalb bestimmter Impulsfre-

Ψ'φ bar und ungeteilt, so entsteht die kleinstmögliche 40 quenzen, die von der jeweiligen Art und Größe des

}M Steigung, da der Schrittmotors das Werkstück mit Schrittmotors abhängen, ein genaues Schritthalten

Sp der größten Geschwindigkeit dreht, die im Verhältnis der Schrittmotoren mit den ihnen zugeführten Im-

isfjg zu dem eingestellten Längsvorschub möglich ist. pulsfolgen nicht erwartet werden kann

l! Das Verhältnis zwischen der am Schrittmotor S Das bedeutet, daß bei einer hohen Impulsfrequenz,

:?i|s erforderlichen Impulsfrequenz/_s(l/min), dem Längs- 45 beispielsweise über 100 Impulse pro Sekunde, beim

%f vorschub des Werkstücks V (m/min) und der Stei- Anfahren und Bremsen Impulse verlorengehen, d. h.,

^ gung der wendeiförmigen Nut Sr (m/U) läßt sich bei daß die vom Impulsgenerator abgegebene Impulszahl

..%f; einer vom Impulsgenerator erzeugten Impulszahl von vom Schrittmotor nicht verarbeitet werden kann

■■0- 7200 pro Umdrehung des Schrittmotors S im Fall und somit das erforderliche bestimmte Verhältnis

direkter Impulsabgabe an den Schrittmotor mit der 50 zwischen dem vom Schrittmotor zurückgelegten

"0 Gleichung Drehwinkel und der Anzahl der vom Impulsgenerator

:.r: _79nn _v abgegebenen Impulse nicht mehr gegeben ist. Der

ί /_s = (l/U) Drehvorschub kann daher bei hoher Impulsfrequenz

Sr gegenüber dem Längsvorschub zurückbleiben. Beim • -u-,Λ λ λ? u-n· τ,,ο j ^{55 Bremsen} regeben sich umgekehrte Verhältnisse,
ausdrücken. Somit bildet das Verhältnis V/St den Um hier Abhilfe zu schaffen, ist die Hilfssieuerung Teilungsfaktor. 300 für die kritischen Anfahr- und Bremsphasen Die Impulszahl pro Umdrehung des Impulsgenera- sowie eine Einstellvorrichtung bestehend aus dem tors ist stets wegbezogen; sie entspricht nämlich einer Zähler 400 und einem zweiten Impulsgenerator 435, ganz bestimmten Vorschubstrecke. Dadurch, daß für 60 vorgesehen. Diese Vorrichtungen arbeiten so, daß den Vorschub eine bestimmte Vorschubgeschwmdig- kein Fehler entstehen kann, weil nämlich während keil eingestellt wird, ergibt sich eme vom Impuls- der kritischen Anfahr- und Bremsphasen Impulsgenerator abgegebene Impulsfrequenz, deren Große folgen zum Antrieb des Schrittmotors S ausschließstets vom eingestellten Längsvorschub, d. h. von der lieh von der Hilfssteuerung 300 geliefert werden, die Schaltstellung des Getriebes 5, abhangig ist. 6₅ dem Schrittmotors allmählich zunehmende Bruch-Meistens werden mehrere wendetformige Nuten m teile der gewünschten Impulsfrequenz zuführt, nämdas zylindrische Werkzeug emgeschnitten, beispiels- lieh gerade so viel Impulse, wie der Schrittmotors weise vier Wendeln, die dann am Umfang des Werk- umsetzen kann, bis die gewünschte Impulsfrequenz

erreicht ist und auf die Zuführung der Impulse vom ersten Impulsgenerator 52 und dem diesen nachgeschalteten Impulsteiler 100 umgeschaltet werden kann. Der Zähler 400, in welchem die erforderliche Impulsfolge zum Weilerdrehen des Werkstückes von einer Anfangslage in die nächste Anfangslage eingestellt ist, wird nur mit solchen Impulsfolgen beaufschlagt, die vom Schrittmotors tatsächlich aufgenommen und in Winkelschritie des Werkstückes umgesetzt werden, wobei solche Impulse sowohl vom Impulsgenerator 52 und dem Impulsteilcr 100 als auch von der HilfsSteuereinrichtung 300 kommen können. Der zweite Impulsgenerator 435 liefert zum Einstellen des Werkstückes in die nächste Anfangslage diejenige Impulsfolge an den Schrittmotor S, die im Zähler 400 nach Berücksichtigung der von der HilfsSteuereinrichtung 300 und/oder von dem ersten Impulsgenerator 52 an den Schrittmotor S abgegebenen Impulsfolge verbleibt.

Der Wert des mit dem Schalthebel 24 gewählten Längsvorschubs (Weg/Zeit) wird einer Entscheidungseinrichtung 200 zugeführt, und zwar über die Welle 26 des Schalthebels 24, die mit einem Schaltarm 91 in Verbindung steht. Der Entscheidungsvorrichtung 200 wird über den Einstellschalter 99, der den Impulsteiler 100 steuert, auch der eingestellte Steigungswert (Weg/Umdrehung des Werkstückes) zugeführt, so daß hier die erforderliche Impulsfrequenz (Impulszahl/Zeiteinheit) festgestellt wird.

Liegt die festgestellte Impulsfrequenz unter der kritischen Grenze von beispielsweise 100 Impulsen pro Sekunde, dann wird der direkte Weg für die Impulse vom Impulsgenerator 52 zum Schrittmotor 5 über den Umschalter 301 die Leitung 302 und das offene Tor 303 freigegeben. In diesem Falle gehen die Impulse vom Impulsgenerator über einen Schalter 80, den Impulsteiler 100, das Tor 303 sowie das Tor 305 unmittelbar zum Schrittmotor 5.

Stellt die Entscheidungsvorrichtung 200 fest, daß die Impulsfrequenz oberhalb der kritischen Grenze liegt, beispielsweise 400 Impulse pro Sekunde, beträgt, so wird die HilfsSteuereinrichtung 300 eingeschaltet. Gleichzeitig wird das Tor 303 blockiert, so daß kein direkter Impulsfluß vom Generator 52 zum Schrittmotor S möglich ist. Der Umschalter 301 schließt Jas Tor 303 und öffnet das Tor 304. Da die HilfsSteuereinrichtung die Impulsfrequenz auf einen Wert unterhalb der kritischen Grenze reduziert, wird der Schrittmotor 5 somit unmittelbar von der Hilfssteuereinrichtung mit einer Impulsfrequenz gespeist, die grundsätzlich in dem Bereich liegt, in dem der Schrittmotor S jeden einzelnen Impuls verarbeiten kann. Diese Impulsfolge veränderbarer Frequenz wird von der HilfsSteuereinrichtung 300 unmittelbar über das nun offene Tor 304 dem Tor 305 und von dort dem Motor S zugeführt. Somit werden also jetzt vom Impulsgenerator 52 keine Impulse an den Schrittmotor S geliefert. Die Impulsfrequenz wird nrn in genau festgelegten Schritten gesteigert, bis die volle erforderliche Impulsfrequenz erreicht wird. Nunmehr wird die Hilfssteuereinrichtung 300 abgeschaltet und der direkte Impulsfluß vom Generator 52 zum Schrittmotor S zugelassen, d. h. eingeschaltet.

Die Reduzierung der Frequenz erfolgt derart, daß durch Wahl eines ausreichend großen Teilungsfaktors die Frequenz anfangs auf einen ausreichend kleinen Wert gebracht und in Schritten von 1 auf 100% der Impulsfrequenz gesteigert wird. Der Teilungsfaktor beträgt anfangs beispielsweise 17/100, von dem aus die Impulsfrequenz mit einer Schrittweite von 1 auf 18/100, 19/100, 20/100 usw. bis einschließlich auf 99/100 und 100/100 gesteigert wird.
Dem Schrittmotor S werden also immer nur so viel Impulse zugeführt, wie auch tatsächlich verarbeitet werden können.

Sobald der Anfangspunkt einer wendeiförmigen Nut erreicht ist, wird im Zähler 400 die Impulsfolge

ίο eingestellt, die dem Winkelbetrag vom dem Anfangspunkt der einen wendeiförmigen Nut zum Anfangspunkt der nächsten wendeiförmigen Nut entspricht. Während nun die eine wendeiförmige Nut geschnitten wird, wird jeder dem Schrittmotor S zugeführte Impuls auch dem Zähler 400 zugeführt. Jeder dort gezählte Impuls vermindert die Anzahl des eingestellten Impulsbetrages für den Anfangspunkt der nächsten wendeiförmigen Nut um 1. Die am Ende des Schnitt Vorganges der einen wendeiförmigen Nut im Zähler 400 noch verbleibende Impulsfolge ist dann diejenige Impulszahl, die dem Schrittmotor S vom Impulsgenerator 435 zuzuführen ist, um das Werkstück zum Anfangspunkt der nächsten wendeiförmigen Nut zu verdrehen.

Es gibt also folgende Möglichkeit der Lieferung von Impulsfolgen an den Schrittmotor S und an den Zähler 400:

1. Ist die Impulsfrequenz nicht kritisch (von Anfang an oder nach dem Anfahrvorgang unter Zuhilfenahme der HilfsSteuereinrichtung 300), so gehen die Impulse vom Impulsgenerator 52 über den Impulsteiler 100, das Tor 303
über den Impulsteiler 100, das Tor 303
a) über das Tor 305 an den Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400.

2. Ist die Impulsfrequenz kritisch, dann kommen Impulsfolgen ausschließlich von der Hilfssteuereinrichtung 300 und gehen an das Tor 304 und

von dort

a) über das Tor 305 zum Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400.

3. Zum Einstellen in die nächste Anfangslage kommen Impulse ausschließlich vom Impulsgenerator 435 und gehen

a) über die Leitung 441 und das Tor 305 direkt zum Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400.

Von der im Zähler 400 eingestellten Impulsfolge für die Einstellung in die nächste Anfangslage werden somit nur Impulse entsprechend I, b), 2, b) und 3, b) abgezogen, also solche Impulse, die auch von Schrittmotor 5 aufgenommen worden sind.

Nach F i g. 6 enthält der Impulsgenerator 435 füi die Einstellimpulse (Teil-Einrichtung) eine Kippschaltung mit einem Transistor T, der zur Änderunf der Frequenz in eine Schaltung eingeschaltet ist, d«

einen Spannungsteiler aus dem Widerstand R₁ unc dem in Reihe dazu geschalteten Kondensator C₂ enthält Der Ausgang der Kippschaltung gelangt au: einen Einzelimpulsmulrivibrator 436 zur Verfornranj der Impulse in einen Standardimpulszug. Der Emittei

des Transistors ist an die Verbindungsstelle dei Widerstandes R₁ und des Kondensators C₂ angeschal tet. Eine Spannungsquelle, beispielsweise in Forn der beiden Batterien V_HI und V_LQ kann wechselweisi

an den Umschaltpunkt eines Relais 437 angeschaltet vorgesehen. Die Multivibratoren und die UND

SESSSgZS SSSSSSi

von C, auf die Spannung V, max er orderliche Zeh bestimmt erroraeriicne Zeit

Die für die Aufladung von C, auf V₁ max erfor derliche Zeit läßt sich duich gemeinsames ode S₁ zelnes Ändern von Jl₁, C., oder V₁ ändern ZwecE-mäßig hält man R. und C, kon«tant und variiert m,r V₁. Die Änderung der SpannunK^S duich Ändern der Spannung an der WidLtands IclpazS schaltung /J₃ZC₁. Dient diese Schaltung nicht zur Emstellung, dann ist das Relais 437 stromlos, und die Spannungsquelle V_/o wird an R und r fiber den normalerweise geschlossenen KonlaEt anje'scha tet. C₁ lädt sich bis auf V₁₀ auf und die sSnnbei V ist derartig, daß die'GenenSrimpuhSSS 65 Impulse pro Sekunde beträgt. Wird Sin KnsteS befehl durch die Vorrichtung340 nach FU 5 " , zeugt, dann wird das Relais 437 erregt, sein Kontakt schaltet V₁₁₁ an /?₃ und C₁ an, und C₁ lädt sich übe! R* auf F,,, auf. Die Spannune V₁ _am Kondensate C₁ nimmt auf V_1n zu, und die Frequenz des Impulsgenerators steigt von 65 Impulsen pro Sekunde auf , 670 Impulse pro Sekunde. Die Frequenz des impult generators bleibt bei 670 Impulsen pro Sekunde bis ein Verzögerungsbefehl von dem Zählwerk'438

mach,w-H^rn^{Ugt Und},^{daS Relais437 Stromlos} 8^emacht wird. Der normalerwe.se geschlossene Kontakt

des Relais 437 kommt erneut mit der Spannungsquelle V _L„ ι η Verbindung, und der Kondensator C entladt sich nunmehr auf V_Ln. Die Spannung V nimmt längs der Kondensatorentladekurve ab und die Frequenz des Impulsgenerators vermindert sich entsprechend auf die Grundfrequenz von 65 Impulsen pro Sekunde. ^F

Der bei der dargestellten Vorrichtung verwendete Impulsteiler 100 weist ein binärverschlüsscltes Dezi-

malzahlwerk mh Dreierdekade auf. Dieses Zählwerk zahlt bis zu jeder von den Schaltern 101, 102 und 103 (Fig. 1) bestimmten Zahl und liefert dann im Zusammenhang mit einer Koinzidenzschaltung einen Ausgangsimpuls. Das Zählwerk ist somit in der Laee die ihm zugeführten Impulse/, durch eine auf den Schaltern eingestellte Zahl zu dividieren Eine D_P kade mit den Schaltern, dem Zählwerk und der Koinzidenzschaltung ist in Fig. 7 wiedergegeben

Die Dekade besteht aus vier bistabilen Multivibra toren bzw. Fhpflop-Schaltungcn 110, 111 \\2 mn r 113 die in RST-Folge (Rückstellung, EmstellZ Auslosung) geschaltet sind. Außerdem sind zwfi' Diodenwiderstands-UND-Stromtore 121 und 122

ί τΐι ,"'' ^3Uf ° ^{Stand Und daß Im}P^ulse '< >

der T-Klemme der ersten Flipflop-Schaltung 110 zu-

S." τ ^wer?^ei}· ^Der Übergang von 1 zu 0 beim ScS"!Tin ™ ?^M ?^{hlweA ändert die Fli}P^floP'

So ha ÜfdS ft λ^ *' * ^" ^ ^SChaltUn8 Sn, ^{d Iinken Aus}gangsseite eine negative

&S* V ^{dUrch die} ¹ ^{in der Nähe dieses}

ion-Schdtunf ff * ?' i T* ^T °^bei"^{halb der 1}^ tive SnannZ «ίΤ ?* ^B _A ^edeutung' ^{daß eine ne}§^a"

Stellung der FlS^¹?? i?"⁸⁸™⁸ T^eigt' ^αί *' mr ^⁸ I ^FllPfl?P-Schaltung einer binären 1 ent-

ΖΐΓ*Τ> ""I "η**™ ^SpannU"^{g am reChten} Q uf> ^{g bedeutet}' ^da« die Stellung der Flipflop-

£5 IKS ^" ^T ^ ^Βίη3Γ"^{0 entSp}^^icht· ^{Nun kan}" Sn Ϊ1^D-^S*^r°2?^{tor 121} «ehalten, weil beide Ein-

OT ^ ^{} sich in dem} 1 (negativen)-Zustand 1! τ^· !"Ausgang des Stromtores 121 wird

T ^T"^Em8anS ^der Zweistellungs-Flipflop-Schaltung

TT^- ^{Nach dem ersten Im}P^{uIs sind die} ' F^hP^floP-^Scha'tungen wie in der Tabelle

i'-j " ^{ZWar in dcr Zeile}' ^{die durch den Im}" ^{: lden}^^{ziert ist}' ^u"^d <*r Ausgang des ZXU-

^{eme bmäre L}

2 ?

J ¹

^{3 2 2 l T} Nr. des Impulses 1 0 1 0 1 0

IoIi₀

OlI₀Ol O

¹ ¹ I

I ¹ ¹ l O O

O · O O l l

O
0

l l ₀ O

l₀
1 ϊ

₀O

I 0 l

₀I₀

₀₁ l₀

4 5 6 7 _g

9 10

tia /T*! ^Tl2^{puls ändert die} Flipflop-Schaltting lh u r? ' ^{md das Str}omtoT 121 wird abge-ς£™Γ" 7^^Γ ^Ober&^g von 1 auf 0 bei diesem c L ? I ' ^{der auf dm} T-Eingang der Flipflop-λ cT⁸, ^{1U auf}gebracht wird, schaltet diese Flip- »op-Schaltung. Nach dem zweiten Impuls ist der ^^ustand der vier FKpflop-Schaltungen so, wie er aus ^aer..^entsP^rechenden Zeile der Tabelle ersichtlich ist.

FK^kT?" ^{ImpnIse auf dem} Τ-^§^ωδ ^der ™P^floP-^Schaltung 110 übertragen werden, kufen die

»· -H ^{s Bin}ärzählwerkes durch den normalen Binarfortschritt in offensichtlicher Weise bis zum

achten Impuls. Wenn dieser Impuls ankommt, dann befinden sich die Flipflop-Schaltungen, wie aus der Tabelle ersichtlich, im Zustand nach dem siebten Impuls. Der achte Impuls schaltet die Flipfiop-Schaltung 110 in den Rückstellzustand, und die zweite und vierte Stellung (Flipflop-Schaltungen 111, 112) folgen im normalen Fortschritt. Der Übergang von 1 auf 0 vom linken Ausgang der Flipflop-Schaltung 112 bringt einen Impuls auf den Eingang der Flipflop-Schaltung 113 auf, wodurch diese in den 1-Zustand geschaltet wird. Das UND-Stromtor 121 wird nunmehr durch den O-Ausgang von der S-Klemme der Flipflop-Schaltung 113 abgeschaltet, während das UND-Stromtor 122 durch den 1-Ausgang von der S-Klemme der Flipflop-Schaltung 113 teilweise in den leitenden Zustand versetzt wird. In diesem Augenblick stehen die Flipflop-Schaltungen in dem Zustand, der in der Tabelle nach dem Impuls Nr. 8 dargestellt ist.

Der neunte Impuls ändert die Flipflop-Schaltung 110, und ihr !-Zustand wird auf das Stromtor 121 übertragen, das nicht anspricht, weil sein rechter Eingang im T-Zustand steht. Das Stromtor 122 wird durch den gleichen 1-Impuls von der Flipflop-Schaltung 110, linker Ausgang, geschaltet und sendet eine 1 zu der T-Klemme der Flipflop-Schaltung 113. Die Viererstcllung steht nunmehr, wie es in der Tabelle nach dem Impuls Nr. 9 gezeigt ist.

Der zehnte Impuls stellt die Flipflop-Schaltung 110 zurück, ohne Einfluß auf die Flipflop-Schaltung 111, jedoch wird die Flipflop-Schaltung 113 durch den Übergang von 1 auf 0 vom Stromtor 122 zurückgestellt. Die vier Stufen stehen nunmehr in der Stellung, wie es nach dem Impuls Nr. K) in der Tabelle gezeigt ist.

Der 8-Ausgang der Flipflop-Schaltung 113 ist an den T-Eingang der ersten Flipflop-Schaltung der nächsthöheren Dekade des Zählwerkes angeschaltet, die nicht dargestellt ist. Auf diese Weise sendet die Flipflop-Schaltung 113 bei der Rückstellung auf Grund des zehnten Impulses einen Impuls des Übergangs von 1 auf 0 auf die erste Flipflop-Schaltung der "nächsthöheren Dekade und addiert eine 1 zu dieser Dekade. Eine ähnliche Kopplung ist zwischen der zweiten und dritten Dekade vorgesehen.

Das Drei-Dekaden-Speichersystem, welches durch die Steieungseinstellungsschalter 101 bis 103 gesteuert ist, bestimmt die Zahl, bis zu der das Drei-Dckaden-Zählwerk zählt, bevor ein Ausgangssignal entsendet wird. Nochmals sei gesagt, daß nur die am wenigsten wichtige Dekade der Steigungscinstellungsschalter in Fig. 7 wiedergegeben ist. Jede Stellung des Schalters entspricht einer einzigen Dezimalzahl zwischen 0 und 9. Das gewöhnlich der Zahl zuegordnete Gewicht wird durch ihre Stellung von links nach rechts bestimmt, d.h., je nachdem, ob sie in der I0¹-, 10°- oder lO-'-Dekade steht.

Der Schalter weist vier Platten 130, 131, 132, 133 auf, die auf einer einzigen Welle befestigt sind, und ist so geschaltet, daß eine Binärzahl m der Form 1-2-4-8, gelesen von links nach rechts im Schaltbild, gleich der Dezimalzahl entsteht, die durch die Stellung wiedergegeben wird, auf die der Schalter eingestellt ist. Die erste Platte 130 trägt die 2°, die zweite die 2>, die dritte die 2² und die vierte die 2» bei. Wird beispielsweise eine dezimale 3 auf einem Schalter gewählt, dann entspricht der Ausgang von den Schalterleitungen binär der Dezimalzahl 3, wie unten angegeben, wobei die Reihenfolge der Stellen umgekehrt ist:

8.

O O

2»

2«

Die Arme 134, die zu den entsprechenden Schalterplatten gehören, sind an die Ausgänge der entsprechenden Stellen des Zählwerkes durch die Koinzidenzschaltung angeschlossen, von der nunmehr eine Stellung beschrieben werden soll.

Nimmt man an, daß die zu der Stellung 2° gehörige Platte am linken Einde der Reihe der Betrachtung zugrunde gelegt wird, so ist darauf hinzuweisen, daß die Klemmen auf der Platte in sich überlappend«, abwechselnder Anordnung geschaltet sind, wobei alle ungerade bezeichneten Klemmen an —12 Volt angeschaltet sind, welche Spannung eine Binärzahl 1 wiedergibt, während die geradzahligen Klemmen alle an die 0-Volt-Klemme angeschaltet sind, welche eine Binärzahl 0 oder T wiedergibt. Somit ist bei der wiedergegebenen Einstellung der Arm 134 der Schalterplatte 130 an —12 Volt angeschaltet.

In der entsprechenden Stellung des Zählwerkes ist der T-Ausgang über die Diode 135 an den Widerstand Rl angeschaltet, während der 1-Ausgang über die Diode 136 an den Widerstand Rl angeschaltet ist. Der Widerstand R1 ist unmittelbar an den Arm des Schalters angeschaltet, während der Widerstand R 2 an den Arm über einen Umformer oder Wandler 137 angeschaltet ist.

Die Verbindungsstellen der Diode 135 und des Widerstandes R1 und der Diode 136 und des Wider-Standes Rl sind über entsprechende Drähte und entgegengesetzt gerichtete Dioden 138 bzw. 139 an das Ende eines Widerstandes 140 gelegt, welcher 46VoIt am anderen Ende aufweist und mittig von der Basis eines Transistors 141 abgegriffen ist.

Bei der Einstellung nach F i g. 7 ist der Spannungswert auf beiden Seiten von Rl gleich 0 und damit die Spannung bei A und an der Kathode von 139 positiv bezüglich der Platte des Schalters, wobei eine Vorspannung der Diode in Rückwärtsrichtung entsteht, die nur einen Leckstrom durch sie erlaubt. Der Spannungspegel an Rl ist folgerichtig 1, weil beide Seiten des Widerstandes den gleichen Spannungspegel, nämlich — 12 Volt aufweisen. Infolgedessen ist der Pegel am Punkt B bei 1. Dies führt dazu, daß die Kathode von 138 negativ wird und die Diode in Vorwärtsrichtung leitend vorgespannt ist. Die Spannung bei C befindet sich annähernd auf dem Pegel von 1, so daß der Transistor 141 an seiner Basis auf 1 steht und sein Ausgangssignal an das UND-Stromtor 123 gleich 0 ist.

Wenn der nächste Impuls das Binärzählwerk in den 1-Zustand bringt, dann ist Koinzidenz zwischen der Schaltereinstellung und dem Zustand der Flipflop-Schaltung 110 vorhanden. Die Diode 136 hat an ihrer Anode den Zustand 1 und wird rückwärts vorgespannt, wobei der Pegel bei A annähernd 1 oder OVoIt beträgt. Die Diode 135 steht an ihrer Anode auf 0 und ist nach vorn vorgespannt, wobei der Pegel bei B ebenfalls annähernd 0 ist. Nun sind an den Kathoden der Dioden 138 und 139 0-Zustände, und sie sind rückwärts vorgespannt

Wenn dies die einzigen beiden Verbindungen wären, welche die Spannung an der Basis des Tran-

sistors 141 beeinflussen, dann gäbe es eine Änderung in den nichtleitenden Zustand, und an das UND-Siromtor 123 würde eine 1 geliefert werden. Der Zustand des Transistors 141 wird jedoch beeinflußt durch die Vergleichskreise aller Einstellungsstellungen aller drei Dekaden. Es ist für alle Dioden, wie 139 und 138, erforderlich, rückwärts vorgespannt zu sein, bevor die Spannung an der Basis des Transistors 141 so ansteigen kann, daß sich sein Zustand zur Einstellung einer 1 an seinem Ausgang ändert. Sobald dies auftritt, liefert der gleiche Impuls, welcher die letzte Änderung des Zählwerkes hervorgerufen hat und welcher durch den Verzögerungs-

kreis 142 verzögert wird, das andere Eingangssigna zum UND-Stromtor 123 und verursacht einen 1-Aus gang, der über das ODER-Glied 124 zur Rückstel lung des Zählwerkes führt.

Der 1-Ausgang am Stromtor 123 tritt auf, nach dem eine Anzahl von Impulsen gleich der Anzahl die in den Steigungseinstellungsschaltern 101 bis 102 eingestellt ist, dem Zählwerk geliefert wurde. Au; diese Weise ist die Frequenz Z₁ der von dem Impuls teiler 100 ausgehenden Impulse derart, daß dei Schrittmotor sich mit der korrekten Gescdwindigkeii dreht, um eine Wendel mit der gewünschten Steigung zu erzeugen

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung

P-itentansorüche- für Werkzeugmaschinen, bei denen ein einem ersten

Patentansprüche. ^ Bewegungsablauf in bestimmbarer Weise zugeord-

in bestimmbarer Weise zugeordneter zweiter Be- pulsfolgen betatigbar ist die aus dem ersten Bewe wegungsablauf mittels eines elektrischen Schritt- gungsablauf ableitbar sina.

schubbewegung^Sdes Werkstückes und der !weite auf der ein Werkstückhalter_irn Gewindeemgnff mit Bewegungsablauf durch eine Drehbewegung des i₅ dei Spindel angeordnet ist. Bei einer Drehbewegung Werkftückes gebüdet sind, daß die Zuordnung des Motors wird nicht nur das Werkstuck langsbeider Bewegungsabläufe durch einen einstell- verschoben, sondern auch eine auf der Schraubspuibaren Impulsteiler (100) bestimmbar ist, daß eine del angeordnete Magnetbandtrommel gedreht Mu HilfsSteuereinrichtung (300) vorgesehen ist, mit der Trommel steht em Abnahmekopf im Eingriff, in deren Hilfe dem Schrittmotor (5) während seiner ao welchem Impulse entsprechend einem auf der Trom-Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge eine mel gespeicherten Programm erzeugt werden. Diese von der normalerweise wirksamen Impulsfolge Impulse durchlaufen einen Auf- und Abwartszahler abweichende, in ihrer Frequenz veränderbare, und gelangen von ihr zu einem Impulsgenerator, der eine schritthaltende Bewegung des Schrittmotors Impulse auf einen Schrittmotor abgibt, der eine (5) gewährleistende Impulsfolge zuführbar ist, 25 Schraubspindel antreibt, die ihrerseits einen Werkwenn die Frequenz der normalerweise wirksamen zeughalter trägt. Auf diese Weise wird das im Werk-Impulsfolge einen für schritthaltendes Anlaufen zeughalter befestigte Werkzeug, das zur Bearbeitung und Abbremsen des Schrittmotors (5) zulässigen des Werkstückes dient, entsprechend einem auf der Wert übersteigt, daß ferner die dem Schrittmotor Magnetbandtrommel vorgegebenen Programm in (S) zugeführten Impulse in einem Zähler (400) 30 Abhängigkeit von dem Längsvorschub des Werkspeicherbar sind und daß der Schrittmotor (S) Stückes gesteuert, und zwar mittels Impulsfolgen, die nach Durchführen eines Arbeitsganges, d. h. von dem Impulsgenerator ausgehen,
nach Herstellen einer Nut, in die der Anfangs- Als Kontrolle für die tatsächlich vom Schrittmotor

Stellung des folgenden Arbeitsganges entspre- verarbeitete Impulszahl ist auf der zugehörigen chende Winkellage drehbar ist, dadurch, daß dem 35 Schraubspindel ein Magnetband mit einem Abnahme-Schrittmotor (S) von einem Impulsgenerator kopf vorgesehen, der eine Impulsfolge entsprechend (435) Einstellimpulse zuführbar sind, deren An- der tatsächlichen Umdrehung der Schraubspindel zu zahl jeweils aus der unterschiedlichen Winkellage dem Auf- und Abwärtszähler führt, wo ein Vergleich der Anfangsstellungen der aufeinanderfolgenden zwischen den Impulsfolgen, die von den beiden Ab-Arbeitsgänge einerseits und aus dem die End- 4° nahmeköpfen veranlaßt werden, erfolgt. Ergibt sich stellung des vorhergehenden Arbeitsganges kenn- eine Differenz zwischen den beiden Impulsfolgen, zeichnenden Speicherstand des Zählers (400) an- dann ist dadurch angezeigt, daß das programmdererseits resultiert. gemäße Verhältnis zwischen dem Längsvorschub des
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, da- Werkstückes und dem Längsvorschub des Werkdurch gekennzeichnet, daß der Impulsteiler (100) 45 zeuges nicht eingehalten ist, und die Antriebe werein binär verschlüsseltes Dezimalzählwerk auf- den stillgesetzt.

weist, an das über eine Koinzidenzschaltung Eine solche Rückkupplung laßt sich gegebenenfalls

Dekadenschalter (101 bis 103) angeschaltet sind, vorteilhaft bei Bearbeitungsvorgängen anwenden, wo deren Einstellung die Zahl ergibt, durch die die es darauf ankommt, Linsen mit einer Genauigkeit von dem Impulsteiler (110) zugeführte Impulszahl 50 0,00000025 Zoll zu bearbeiten. Bei Fehlern nimmt geteilt wird. man in Kauf, daß — veranlaßt durch die Rück-
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 kopplungskontrolle — der gesamte Bearbeitungsvoroder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs- gang gestoppt wird, auch wenn sich hierbei Schäden Steuereinrichtung (300) durch eine Entschei- am Werkstück und/oder am Werkzeug ergeben. Selbst dungseinrichtung (200) schaltbar ist, die bei Im- 55 wenn Beschädigtingen ausgeschlossen sein sollten, pulszahlen oberhalb des zulässigen Wertes den ist es äußerst schwierig, die angestrebte Genauigkeit direkten Impulsfiuß vom Impulsgenerator zum der Bearbeitung beim Wiedereinschalten der AnSchrittmotor blockiert. triebe noch zu erreichen.