DE1463437A1

DE1463437A1 - Contact sensor for post-forming machine tools

Info

Publication number: DE1463437A1
Application number: DE19641463437
Authority: DE
Inventors: Alexander Kato; Robert Schuda
Original assignee: Machinefabrik Heid AG
Current assignee: Machinefabrik Heid AG
Priority date: 1964-07-07
Filing date: 1964-08-11
Publication date: 1968-12-19
Also published as: DE1463437B2; AT243045B

Description

Kontaktfühler für Nachforkwerkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft einen Kontaktfühler zum Abtasten von Kopierschablonen und Kopiermodellen auf Nachformwerkzeugmaschinen. Für die Nachformbearbeitung von Werkstücken sind vielfach elektrische Kontaktfühler, die über Verstärkerglieder (Relais, Thyratrons, Transistoren) die entsprechenden Stellglieder, meist elektromagnetische Kupplungen oder elektromagnetische Ventile schalten, in Verwendung.Contact sensors for reforging machine tools The invention relates to a contact sensor for scanning copy templates and copy models on post-forming machine tools. For post-forming workpieces, electrical contact sensors are often used, the corresponding via amplifier elements (relays, thyratrons, transistors) Actuators, mostly electromagnetic clutches or electromagnetic valves switch, in use.

Diese Kontaktfühier bestehen im wesentlichen aus einer Kombination von Hobeln, auf welchen die Kontakte angeordnet sind, die bei zunehmender Fühlerauslenkung in bestimmter Folge geschlossen bzw. geöffnet werden. Beim Bearbeiten .von Werkstücken im Kopierverfahren ist es notwendig, die Empfindlichkeit des Fühlers den Betriebsbedingungen anzupassen, Die wichtigsten besti.mmenden Faktoren für die Fühl'erempfindlichkeit sind: Kopiervorschubgeschwindigkeit, Ein-und Aussehalttotzeiten der Stellglieder, Schwingungsanfälligkeit der Werkzeugmaschinen usw. Legt man Wert auf größtmögliche Genauigkeit der zu fertigenden Werkstücke, so muß man trachten, die Fühlerkontakte so zu justieren, daß die Fühlerempfindlichkeit den durch die Betriebsbedingungen gegebenen Maximalwert annähernd erreicht, jedoch nicht Überschreitet.These contact guides essentially consist of a combination of planes on which the contacts are arranged, which with increasing sensor deflection be closed or opened in a certain sequence. When editing .from Workpieces in the copying process, it is necessary to adjust the sensitivity of the sensor adapt to the operating conditions, The most important determining factors for the Feeler sensitivity are: copy feed speed, turn-on and turn-off dead times the actuators, susceptibility to vibration of the machine tools, etc. If you put value one must strive for the greatest possible accuracy of the workpieces to be manufactured, to adjust the sensor contacts in such a way that the sensor sensitivity corresponds to the Operating conditions given maximum value almost reached, but not exceeded.

Bei Überschreitung würde der durch Fühler ünd Werkzeugmaschine gebildete Regelkreis übersteuert werden und die Maschine zu pendeln beginnen. Die Justierung der Kontakte ist zeitraubend und für den Bedienungsmann der Werkzeugmaschine oft schwierig durchzuführen, da immer mehrere Kontakte in bestimmter Art und Weise verstellt werden müssen.If it is exceeded, the value created by the sensor and the machine tool would be The control loop is overridden and the machine begins to oscillate. The adjustment the contact is time consuming and frequent for the machine tool operator difficult to carry out as several contacts are always adjusted in a certain way Need to become.

Man hat deshalb Fühler gebaut, die es gestatten, die Ilebelübersetzung zwischen Fühlstift und Kontaktsystem und damit auch die Fühlerempfindlichkeit während des Betriebes durch - 3 - Betätigung,einer einzigen Stell-schraube oder ähnlichem zu verändern. Ein Nachteil dieser Ausführungen besteht darin, daß dazu ein wesentlicher Aufwand an Hebeln und anderen mechanischen Elementen notwendig ist und infolgedessen die unerwünschten Lagerspiele und elastischen Verformungen innerhalb des Fühlers mit vergrößert werden. Auch ist der Anlagedruck der Fühlerspitze an der Schablone bei.empfindlich eingestelltem Fühler infolge der durch diegrößere liebelübersetzung verstärkten Rückwirkung der Kontaktkräfte höher als bei unempfindlich eingestelltem Fühler. Dies entspricht jedoch nicht den Anforderungen der Praxis, die kleinen Anlagedruck bei großer Empfindlichkeit fordert. Es sind auch Ausführungen bekanntt bei denen in einem Fühler zwei komplette Kontakthebelsysteme eingebaut sind, von denen das eine auf hohe Empfindlichkeit für die Schlichtbearbeitung, das andere auf geringe Empfindlichkeit. für die Schruppbearbeitung eingestellt ist, wobei durch einen Schalter entweder das eine oder das andere System ausgewählt werden kann. Für diese Ausführung ist somit pro Empfindlichkeitsstufe ein komplettes Hebelsystem mit einem Satz von Kontaktpaaren notwendig. Als Nachteil ist auch hfer der doppelte Aufwand an mechanischen Teilen bei nur zwei wählbaren, extremen Empfindlichkeitseinstellungen zu nennen.It has therefore built in sensor, which allow the Ilebelübersetzung between sensing pin and the contact system and therefore also the sensor sensitivity during the operation by - adjusting screw actuator, a single or alter the like -. 3 A disadvantage of these designs is that this requires a considerable amount of levers and other mechanical elements and, as a result, the undesired bearing clearances and elastic deformations within the sensor are increased. The contact pressure of the sensor tip on the template is also higher when the sensor is set to be sensitive than when the sensor is set to be insensitive due to the increased reaction of the contact forces. However, this does not correspond to the requirements in practice, which call for a small system pressure with a high level of sensitivity. There are also known designs in which two complete contact lever systems are built into one sensor, one of which is highly sensitive for finishing machining, the other is less sensitive. is set for roughing, whereby either one or the other system can be selected by means of a switch. For this design, a complete lever system with a set of contact pairs is required for each sensitivity level. Another disadvantage is the double expenditure on mechanical parts with only two selectable, extreme sensitivity settings.

Die Erfindung zielt darauf ab, die angeführten Nachteile zu vermeiden. Sie besteht darin, daß bei einem Kontaktfühler für mehrere Empfindlichkeitsstufen mit einem axial beweglichen Stößel, der das Schließen und Offnen von einstellbaren Kontaktpaaren zur Schaltung der Stellglieder von Nachformwerkzeugmaschinen steuert, erfindungsgemäß die Kontaktpaare aus untereinander gleichen Kontaktfederpaketen mit jeweils einem Paar Übereinander liegender Kontakte bestehen, die Federpakete seitlich des Stößels in einem Gehäuse isoliert eingesetzt und durch von außerhalb des Gehäuses zugängliche Stellschrauben einstellbar sind, und der Stößel Ansätze zur Steuerung der Kontaktpaare aufweist.The aim of the invention is to avoid the disadvantages mentioned. It consists in the fact that with one contact sensor for several sensitivity levels with an axially movable plunger that allows the closing and opening of adjustable Controls contact pairs for switching the actuators of post-forming machine tools, according to the invention, the contact pairs from mutually identical contact spring assemblies each with a pair of contacts lying one above the other, the spring assemblies insulated from the side of the plunger in a housing and from outside the housing accessible adjusting screws are adjustable, and the plunger lugs to control the contact pairs.

Zweckmäßig sind die Kontak4,-,federpakete in mehreren übereinander senkrecht zur Stößelachse liegenden Ebenen an--;geordnet und durch mehrere Ansätze des Stößels betätigbar. Ferner können die Kontakte der Kontaktfederpakete derart justiert sein$ daß die Abstände von Arbeitspunkt zu Arbeitspunkt eine geometrische'Reihe bilden. Eine Schaltung für die erfindungsgemäßen Kontaktfühler mit mehr Kontakten als für einen Schaltzyklus notwendig und die voneinander in Bezug auf die Empfindlichkeit unterschiedlich justiert sind, wobei die Kontakte bei zunehmender Fühlerauslenkung nur einmal ihre Schalt-Stellung wechseln, ist erfindungegemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpaare der Kontaktfederpakete, die der geforderten Fühlerempfindlichkeit entsprechen, über eine Schalteinrichtung gruppenweise aus der Anzahl der vorhandenen Kontaktpaare auswählbar sind, um eine Vielzahl von Fühlerempfindlichkeiten mit möglichst geringer Anzahl von Kontakten zu erreichen. Bei dieser Schaltung können außer dem ersten Kontakt alle übrigen Kontakte in verschiedenen Empfindlichkeitsstufen ver-Schiedene Funktionen im Schaltzyklus der Bewegungsrichtungen übernehmen.The Kontak4, -, spring packs in several on top of each other are useful Planes perpendicular to the ram axis -; ordered and by several approaches of the plunger can be actuated. Furthermore, the contacts of the contact spring assemblies like that be adjusted so that the distances from working point to working point form a geometrical series form. A circuit for the contact sensor according to the invention with more contacts than necessary for a switching cycle and different from each other in terms of sensitivity are adjusted differently, the contacts with increasing sensor deflection change their switching position only once is characterized according to the invention that the contact pairs of the contact spring assemblies correspond to the required sensor sensitivity correspond, via a switching device in groups from the number of existing ones Contact pairs are selectable to accommodate a wide variety of sensor sensitivities as possible low number of contacts. This circuit can also first contact all other contacts differed in different sensitivity levels Take over functions in the switching cycle of the directions of movement.

Eine Fühlersteuerung mit einem 5-Stellungsfühler auf einer Werkzeugmaschine mit zueinander senkrecht stehenden Vorschubbewegungen ist als Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt. Abb. 1 zeigt die den fünf Schaltstellungen des 5-Stellungsfühlers entsprechenden Bewegungsrichtungen;, Abb. 2 das zugehörige Schaltbild und Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Kontaktfühlers. Nach Abb. 1 haben die vier Arböitspunkte A, D7 Ce D voneinander ungefähr gleiche Ab- stände. Die Fühlerauslenkung beträgt beispie lsweise 10 bis zum Punkt A, 50 U bis B, go p bis C, und 130#z. bis D. Die sogenannte Totzone zwischen zwei Arbeitspunkten beträgt somit 40 Erfindungsgemäß werden nach dem Beispiel nicht nur vier Kontaktpaare für die Arbeitspunkte A bis D bzw. einen Schaltzyklus,sondern darüber hinaus zusätzlich.weitere vier Kontakte für die Arbeitspunkte E bei 180 /)a 9 F bei 250#i 2 G bei 360p und II bei 540 11 vorgesehen. Durch diese zusätzlichen vier Kontakte können mit Hilfe eines Wahlschalters vier Kontaktgruppen mit vier Kontakten mit verschiedenen Empfindlich-" keitsstufen ausgewählt werden, u.zw.: Empfindlichkeitsstufe I - Arbeitspunkte A, Bp Ct D Kontaktgruppe 1 bis 4, mit 10, 509 907 130 / u Auslenkung und 40 U Totzone, Empfindlichkeitsstufe II Arbeitspunkte A, Cg Ee F - Kontaktgruppe 1, 39 59 6 mit log 90e 180y 250.u Auslenkung und 70 bis 90 /P Totzone, Empfindlichkeitsstufe III - Arbeitspunkte A, Dy Fg G Kontaktgruppe 1, 49 69 7, mit 10, 130t 2509 370#i Auslenkung und 120.u Totzone und Empfindlichkeitsstufe IV - Arbeitspunkte Ag Eg Gg II Kontaktgruppe 1, 59 79 8 mit 109 1809 37Ö9 540 7 AUS-lenkung und 170 bis 190 #i Totzone.A sensor control with a 5-position sensor on a machine tool with mutually perpendicular feed movements is shown as an exemplary embodiment in the drawings. Fig. 1 shows the directions of movement corresponding to the five switching positions of the 5-position sensor; Fig. 2 shows the associated circuit diagram and Fig. 3 shows an exemplary embodiment of a contact sensor. According to Fig. 1, the four Arböitspunkte A, D have mutually D7 Ce stands approximately equal waste. The sensor deflection is for example 10 to point A, 50 U to B, go p to C, and 130 # z. to D. The so-called dead zone between two working points is 40. According to the invention, according to the example, not only four contact pairs for the working points A to D or one switching cycle, but also four additional contacts for the working points E at 180 /) a 9 F provided at 250 # i 2 G at 360p and II at 540 11. With these additional four contacts, four contact groups with four contacts with different sensitivity levels can be selected with the help of a selector switch, i.e .: sensitivity level I - working points A, Bp Ct D contact group 1 to 4, with 10, 509 907 130 / u Deflection and 40 U dead zone, sensitivity level II working points A, Cg Ee F - contact group 1, 39 59 6 with log 90e 180y 250. u Deflection and 70 to 90 / P dead zone, sensitivity level III - working points A, Dy Fg G contact group 1, 49 69 7, with 10, 130t 2509 370 # i deflection and 120.u dead zone and sensitivity level IV - working points Ag Eg Gg II contact group 1, 59 79 8 with 109 1809 37Ö9 540 7 OFF deflection and 170 to 190 #i dead zone.

Im Vergleich mit der vorerwähnten bekannten'Fühlerausführung mit Umschaltung auf ein zweites Kontaktsystem für zwei Empfindlichkeitsstufen, die 8 Kontaktpaare benötigt, sind bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Fühlers mit gleich vielen Kontaktpaaren vier Empfindlichkeitsstufen erzielbar. Bei Stufung der Arbeitspunkte in geometrischer Progression lassen sich bei bestimmten Stufenfaktoren'gemäß der Erfindung besonders günstige Ergebnisse erzielen. Es können beispielsweise bei einem Stufenfaktor von 1926_mit sechzehn Kontaktpaaren zehn Empfindlichkeitsstufen zu je vier Kontaktpaaren gebildet werden.In comparison with the above-mentioned known sensor design with switching to a second contact system for two sensitivity levels, which requires 8 pairs of contacts, four levels of sensitivity can be achieved in the inventive design of the sensor with the same number of contact pairs. When the working points are graded in a geometric progression, particularly favorable results can be achieved with certain step factors according to the invention. For example, with a step factor of 1926 with sixteen contact pairs, ten sensitivity steps of four contact pairs each can be formed.

Abb. 2 zeigt das' Stromlaufbild für die angeführte Fühlersteuerung. 1 bis 4 sind die für die fünf Schaltstellungen notwendigen vier Fühlerkontakte mit den Arbeitspunkten A bis D und 5 bis 8 die vier zusätzlichen Kontakte mit den Arbeitspunkten E bis H.Fig. 2 shows the circuit diagram for the listed sensor control. 1 to 4 are the four sensor contacts required for the five switching positions with operating points A to D and 5 to 8 are the four additional contacts with operating points E to H.

Für die Einschaltung der Fühlerempfindlichkeiten 1 bis IV ist der Wahlschalter S vorgesehen. R 1 bis R 4. sind die Relais für die Schaltung der Kupplungen Kl. K 2 und K 3* Im Ruhezustand des Fühlers ist kein Relais erregt und die Kupplung K 1 erhält über den Öffnungskontakt des Relais R 2 Strom. Bei steigender Fühlerauslenkung schließt der Kontakt 1, das Relais 11 1 wird erregt und schaltet zur bereits eingeschalteten Kupplung K, zusätzlich die Kupplung K 2 ein. Ist der Wahlschalte r S auf die Empfindlichkeitsstufe I eingestellt und wird bei weiter zunehmender Fühlerauslenkung der Kontakt 2 geschlossen, dann öffnet das Relais R 2 den Stromkreis zur Kupplung K 1 und es bleibt somit nur die Kupplung K 2 eingeschaltet. Bei weiterer Fühlerauslenkung wird das Relais R 3 die Kupplung K 3 und das Relais R 4 die Kupplung X 2 in gleicheY Art und Weise wie vorher das Relais R die Kupplung K 2 und das Relais R 2 die Kupplung K 1 ein- bzw. ausschalten. Wird durch de . n Schalter S die gmpfindlichkeitsstufe II gewählt, dann übernimmt der Kontakt die Funktion, die vorher der Kontakt 2 innehatte. Ebenso Übernimmt der Kontakt 5 die Funktion des Kontaktes 3 und der Kontakt 6 jene des Kontaktes 4. Sinngemäß treten bei den Empfindlichkeitsstufen III bzw. IV die Kontakte 4,6,7 bzw. 5,7,8 an die Stelle der Kontakte 2, 3 und 4.The selector switch S is provided for switching on sensor sensitivities 1 to IV. R 1 to R 4 are the relays for switching the clutches Kl. K 2 and K 3 * When the sensor is in the idle state, no relay is energized and clutch K 1 receives power via the opening contact of relay R 2. When the sensor deflection increases, contact 1 closes, relay 11 1 is energized and switches on clutch K 2, which is already switched on, in addition to clutch K 2. If the selector switch r S is set to sensitivity level I and if contact 2 is closed as the sensor deflection continues to increase, then relay R 2 opens the circuit to clutch K 1 and only clutch K 2 remains switched on. If the sensor deflects further, the relay R 3 will switch the clutch K 3 and the relay R 4 the clutch X 2 on and off in the same manner as previously the relay R will switch the clutch K 2 and the relay R 2 switch the clutch K 1 on and off. Is used by de . n Switch S selected sensitivity level II, the contact then takes over the function that contact 2 had previously. Likewise, contact 5 takes over the function of contact 3 and contact 6 that of contact 4. Correspondingly, contacts 4, 6, 7 and 5, 7, 8 take the place of contacts 2, 3 in sensitivity levels III and IV and 4.

Die Schaltung kann auch mit Öffnungskontakten anstelle der Schließkontakte 1 bis 8 mit entsprechender Änderung im Kupplungestromkreis ausgeführt werden. Der Fühler kann in bekannter Weise mit axial, beweglichem Stößei ausgeführt werdeng wobei er erfindungsgemäß mit mehr Kontakten als fÜr das jeweilige Kopierverfahren notwendig ist, ausgestattet wird, und die Kontakte direkt durch den Stößel betätigt werden. Die einzelnen Kontakte sind vollkommen gleich ausgebildet und unterscheiden sich voneinander nur durch verschieden eingestellte Arbeitspunkte. Abb. 3 zeigt einen solchen Fühler. Die um ein axial verschiebbares Kugelgelenk 11 bewegliche Fühlerstange 12 kann durch den mit ihr fest verbundenen Fühler stift 13 nach allen Richtungen bewegt werden. Diese Bewögung wird durch eine Kugel 14 auf einen in axialer Richtung z.B. durch eine Kugelführung 15 geführten Stößel 16 übertragen. Eine Feder 18 drückt den Stößel 16 und damit auch die Fühlerstange 12 in ihre Ruhelage zurück. Auf einem Träger 19 ist das jeweils -aus einem Kontaktpaar bestehende Federpaket 20 isoliert befesiigt. Die aktive Feder dieses Federpaketes kann durch die scheibenförmigen Ansätze 17 des Stößels 16 betätigt werden. Zu diesem Zweck werden die aktiven Federn vorteilhafterweise mit einem Detätigungsnippel aus Isoliermaterial versehen. Mit Hilfe der in einem federnden Element eingebauten Stellschraube 21 kann das Federpaket groß justiert werden und durch die Stellschraube 22 kann die Feinverstellung von außen durchgeführt werden. Die Kontakte lassen sich sowohl als Schließkontakte (linke Hälfte) sowie auch als Öffnungskontakte (rechte Hälfte) ausbilden.The circuit can also be carried out with opening contacts instead of the closing contacts 1 to 8 with a corresponding change in the clutch circuit. The sensor can be carried out in a known manner with an axially movable ram, whereby according to the invention it is equipped with more contacts than is necessary for the respective copying process, and the contacts are actuated directly by the ram. The individual contacts are designed in exactly the same way and only differ from one another in terms of differently set operating points. Fig. 3 shows such a sensor. The movable about an axially displaceable ball joint 11 sensor rod 12 can be moved by the sensor pin 13 fixedly connected to it in all directions. This movement is transmitted by a ball 14 to a plunger 16 guided in the axial direction, for example by a ball guide 15 . A spring 18 pushes the plunger 16 and thus also the sensor rod 12 back into its rest position. The spring assembly 20 consisting of a pair of contacts is fastened in an isolated manner on a carrier 19. The active spring of this spring assembly can be actuated by the disk-shaped lugs 17 of the plunger 16. For this purpose, the active springs are advantageously provided with a detection nipple made of insulating material. With the aid of the set screw 21 built into a resilient element, the spring assembly can be adjusted to a large extent and the fine adjustment can be carried out from the outside using the set screw 22. The contacts can be designed both as normally open contacts (left half) and as normally closed contacts (right half).

Durch ein elektrisches Schaltgerät können diejenigen Kontakte gruppenweise ausgewählt werden, die die für die gewünschte Empfindlichkeitsstufe günstige Einstellung der Arbeitspunkte aufweisen.By means of an electrical switching device, those contacts can be activated in groups the most favorable setting for the desired sensitivity level can be selected of the operating points.

Claims

P atentans p r ü che 1. Contact sensor for several sensitivity levels with an axially movable plunger which controls the closing and opening of adjustable contact pairs for switching the actuators of postforming tools, characterized in that the contact pairs consist of identical contact spring assemblies, each with a pair lying one above the other Contacts exist, the spring assemblies insulated from the side of the plunger inserted in a housing and adjustable by adjusting screws accessible from outside the housing, and the plunger has approaches for controlling the contact assemblies.

2. Contact sensor according to claim 1, characterized in that contact spring assemblies are arranged in a plurality of planes lying one above the other perpendicular to the plunger axis and can be actuated by several approaches of the plunger. 3. Contact sensor according to claim 1 and 2i, characterized in that the contacts of the contact spring assemblies are justiärt such that the distances from working point to working point form a geometric series. 4. Circuit for contact sensor according to claims 1, 2 or 3, with more contacts than necessary for a switching cycle and which are adjusted differently from one another in relation to the sensitivity, the contacts changing their switching position only once with increasing sensor deflection, characterized in that the contact pairs of the contact spring assemblies, which correspond to the required sensor sensitivity, can be selected in groups (e.g. 1 - 3 - 5 -; ß) from the number of available contact pairs via a switching device (S) in order to achieve a large number of sensor sensitivities with the smallest possible number of contacts to reach. Circuit for contact sensors according to Claims 1 to 4, characterized in that, apart from the first contact (i), all other contacts assume different functions in the switching cycle of the directions of movement in different sensitivity levels.