DE1563691B2 - Elektrische kopiersteuerungsvorrichtung fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist eine derartige Kopiersteuerungsvorrichtung für eine Fräsmaschine mit einem elektrohydraulischen Folgesystem mit einer Fotozelle und einer Phasen-Impulssteuerung. Das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht wird auf einer Zeichnung reflektiert und fällt durch ein Objektiv auf eine metallische Blende mit kreisförmiger Öffnung. Diese ist exzentrisch zur Drehachse des Synchronmotors mit seiner Hohlwelle angeordnet. Der Durchmesser der Öffnung, die Strichdicke der Zeichnung und die Brennweite des Objektivs werden so gewählt, daß die Abbildung der gezeichneten Linie in der Blendenebene die öffnung der Blende vollständig bedeckt. Dann wird bei jeder Umdrehung des Synchronmotors die öffnung zweimal die dunkle Linie schneiden, wodurch die darüber befindliche Fotozelle zweimal pro Umdrehung verdunkelt wird, Diese beiden Impulsströme der Fotozelle werden als Primärsignale zur Steuerung des hydraulischen Korrektursystems und des elektrischen Systems, das dem Neigungswinkel der zu kopierenden Linie folgt, benutzt (Werkstatt und Betrieb, 1958, Heft 9, S. 589 und 590).

Bekannt ist auch ein Gerät zum Abtasten ebener Kurven mit einem Tastkopf, der hierzu in zwei zueinander senkrechten Richtungen verschoben wird. Hierzu dienen zwei geschwindigkeitsgesteiierte elektrische Servomotore. Diese erhalten ihre Steucrspannungen von einem mit dem Abtastkopf gekuppelten einen elektrischen Komponentenzerleger bildenden, induktiven Spannungsgeber, bei dem ein magnetisches Wechselfeld gegenüber zwei zueinander senkrecht angeordneten, durch Potentiometer abgeschlossenen Induktionsspulen durch die Schwenkbewegungen des [o Tastkopfes gedreht wird, so daß die Potentiometerabgriffe nach Einstellen auf die vorgegebene Tangentialgeschwindigkeit die Steuerspannungen für die beiden Servomotoren liefern (DT-PS 8 47 353).

Hiervon ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kopiersteuerungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung mit besonders hoher Genauigkeit und Auflösung zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Lehre im Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Durch den Antrieb der Hohlwelle mit einem Induktionsmotor - statt mit einem Synchronmotor wie bei der bekannten Vorrichtung - wird man in stärkerem Maße von der Netzfrequenz unabhängig. Ebenso läßt sich die Drehzahl erhöhen und damit auf eine höhere Auflösung ergebende Werte steigern. Dies ermöglicht seinerseits hohe Vorschubgeschwindigkeiten. Die Ausbildung des Komponentenzerlegers als Generator, dessen Rotor mechanisch fest mit der Hohlwelle verbunden ist, führt zu einer unmittelbaren Proportionalität der Frequenz der Generatorspannung mit der Drehzahl der Hohlwelle. Auch dies begünstigt die Genauigkeit und erhöht die Auflösung. Auf dem Signalweg zwischen Abtastkopf und Komponentenzerleger können Fehler nicht mehr auftreten.

Als zweckmäßig und günstig für die praktische Verwirklichung hat sich herausgestellt, daß der Rotor des Generators als Dauermagnet ausgebildet ist.

Zur manuellen Voreinstellung des Generators ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß auf dem den Stator des Generators tragenden Gehäuse ein Schneckenrad angeordnet ist, das mit einer mit einem Handrad verbundenen Schnecke im Eingriff steht.

Nachstehend wird am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform die Erfindung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Kopiersteuerungsvorrichtung bei Verwendung an einer Vertikalfräsmaschine,
F i g. 2 einen Längsschnitt durch den Abtastkopf,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der gesamten bei der Vorrichtung verwendeten Schaltung,

Fig.4 ein Schaltbild der lichtempfindlichen Einrichtung,

Fig. 5 ein Schaltbild der zur Steuerung der Abtastung und der Impulsformung verwendeten Schaltungseinrichtungen,

F i g. 6 ein Schaltbild von bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Tor- und Modulatorschaltungselementen und

Fig. 7 eine Darstellung verschiedener Spannungsformen über der Zeit.

Fig. 1 zeigt einen an einem Rahmen 2 gelagerten und in einer horizontalen Ebene entlang von zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen verschiebbaren Arbeitstisch 1. Der Antrieb erfolgt durch Vorschubmotoren 3 und 4.

Auf dem Arbeitstisch 1 ist ein Werkstück 5 befestigt.

Ks licgi Linier einer Senkrccht-Frässpinclcl mit einem Werkzeug 7. Das Werkzeug 7 soll in das Werkstück 5 ein Muster einschneiden, wie es auf einer Vorlage 8 durch eine⁷ Linie 9 gezeigt wird. Auf dem Werkstück 5 wird der auszuführende Schnitt durch die Linie 9' angezeigt.

Arbeitstisch 1 und Werkstück 5 bewegen sich relativ zu dem Werkzeug 7. Die Vorlage 8 bewegt sich zusammen mit dem Arbeitstisch 1 relativ zum Abtastkopf 10. Dieser enthält einen Teil des Kopiersystems. Am Rahmen 2 ist er mit einem Arm 11 befestigt. Der Abtastkopf 10 betätigt gemäß der nachzufahrenden Linie 9 eine lichtempfindliche Einrichtung 12. Die von dieser abgegebene Spannung wird über eine Leitung 56 einer Steuereinrichtung 14 zugeleitet. Diese liefert die Antriebsspannung für die Vorschubmotoren 3 und 4. Für die Bedienung sind ein Bedienungspult 15 und ein Schalthebel 16 vorgesehen, mit dem die Tischbewegungen von Hand gesteuert werden können.

Der Abtastkopf

Nach F i g. 2 enthält der Abtastkopf 10 ein rohrförmiges Gehäuse 17. Eine Hohlwelle 18 ist in diesem in Lagern 19, 20 gelagert. An seinem unteren Ende trägt das Rohr 18 eine Blende 21 und einen Ansatz 22, der auf es aufgeschoben ist. Ein in einer Nut liegender Ring 23 hält den Ansatz im Schnappsitz auf der Hohlwelle 18. Der Abtastkopf enthält noch ein Rohrstück 24, das in die Hohlwelle 18 eingesteckt ist und durch eine Stirnwand 25 abgeschlossen wird. Diese enthält eine Öffnung 26, die in einer Linie mit einer in der Blende 21 vorgesehenen exzentrischen Blendenöffnung 27 liegt. In dieser befindet sich eine Linse 28. Die Öffnungen 26 und 27 und damit auch die Linse 28 sind gegenüber der Drehachse der Hohlwelle 18 versetzt. Sie liegen somit exzentrisch und beschreiben damit bei einer Drehung der Hohlwelle 18 eine Kreisbahn.

An ihrem oberen Ende wird die Hohlwelle 18 durch ein in sie eingestecktes Rohrstück 29 abgeschlossen. Das Rohrstück 29 seinerseits ist an seinen beiden Enden durch Büchsen 30 verschlossen, die in der Drehachse der Hohlwelle 18 liegende Öffnungen 31 aufweisen.

Es sind vom Abtastkopf 10 getragene Lichtquellen 40 vorgesehen, die die Vorlage 8 ausleuchten. Statt dessen könnte diese auch von unten ausgeleuchtet bzw. durchleuchtet werden.

Ein rohrförmig-zylindrischer Lichtschirm 41 ist am unteren Ende des Abtastkopfes 10 befestigt. In einem Schlitz 42 des Lichtschirmes 41 sitzt eine Klemmschraube 43, mit der der Lichtschirm 41 vertikal verschieblich eingeklemmt wird. Der Lichtschirm 41 vermeidet die Einwirkung von Fremdlicht. Ebenso bildet er einen Reflektor, der die Ausleuchtung der Vorlage 8 verstärkt.

Der Stator 32 eines Antfiebsmotors 32, 33, der Hohlwelle 18 sitzt mit enger Passung im Gehäuse 17 und enthält eine Buchse 36 und eine Endwand 37.

Eine Abstandshülse 44 sitzt zwischen dem Rotor 35 eines Generators 34, 34', 35 und einem unteren Lager 20. Dadurch wird die Hohlwelle 18 im Abtastkopf 10 an dessen Ende gehalten.

Zur Durchführung der Zuleitungen für die Lichtquellen 40 sind im Gehäuse 17, in einem Teil 38, in der Buchse 36 und in der Endwand 37 Bohrungen 45 vorgesehen.

An seinem oberen Ende wird das Gehäuse 17 durch einen auf einer Schulter sitzenden Ring 46 abgeschlossen und durch eine Kappe 47 abgedeckt. Die Kappe 47 hat ein hülsenförmiges Ende 48, mit dem sie in einen Sockel 48' der lichtempfindlichen Einrichtung 12 eingeschoben wird. Dadurch wird eine präzise Ausrichtung der Hohlwelle 18, der Öffnungen 31 und der Eintrittsöffnung der lichtempfindlichen Einrichtung 12 gewährleistet.

Die Öffnungen 31 haben einen solchen Durchmesser, daß sie nur eine unmittelbare Beleuchtung durch die Blendenöffnungen 26 und 27 aufnehmen und durchlassen. Der Ausdruck Beleuchtung ist relativ zu verstehen. Dagegen wird eine Beleuchtung durch Licht verhindert, das von der Innenwand der Hohlwelle 18 reflektiert wird. Dieses reflektierte Licht würde zu Störungen Anlaß geben. Auch eine andere Lichtabschirmung ist denkbar. Man kann z. B. die Innenwand der Hohlwelle 18 behandeln, um damit eine Reflexion zu vermeiden.

Zur anfänglichen Ausrichtung und zur Voreinstellung, was im folgenden noch beschrieben wird, werden das Gehäuse 17 und der Stator 34 des Generators relativ zu dem Arm 11 und der Vorlage 8 gedreht, wobei der Abtastkopf 10 in bezug auf die lichtempfindliche Einrichtung 12 schon zusammengesetzt ist. Diese Drehung erfolgt mit einem auf dem Gehäuse 17 befestigten Schneckenrad 175, in das eine Schnecke 176 eingreift, die in einem von dem Arm 11 gehaltenen Lagerring 177 gelagert ist. Ein Lagerring 178 trägt die Einrichtung 12 zur Drehung mit dem Abtastkopf 10. Bei einer Drehung eines Handrades 179 wird die Schnecke 176 angetrieben und dreht das Gehäuse 17 und den Stator 34, 34' des Generators. Dadurch wird dieser relativ zu dem permanentmagnetischen Rotor 35 eingestellt. Relativ zu der exzentrischen Blendenöffnung 27 steht der Rotor 35 des Generators fest. Der Motor 32, 33 für die Hohlwelle 18 ist ein Induktionsmotor, der eine solche Relativverstellung zuläßt.

Allgemeine Schaltungsbeschreibung

Gemäß Fig. 3 enthält die lichtempfindliche Einrichtung 12 eine Foto-Vervielfacherröhre 50. Diese ist relativ zum Abtastkopf 10 so angeordnet, daß durch die Öffnungen 31 durchtretende Lichtimpulse auf die Kathode 51 auftreffen. An der Anode 52 entstehen Ausgangsimpuise. Die Vervielfacherröhre 50 wird von einer Spannungsquelle 53 gespeist.

Die Impulse der Anode 52 werden über eine Leitung 54 einer Emitterfolgestufe 55 zugeleitet, die die Vervielfacherröhre 50 vom übrigen Teil der Steuerschaltung isoliert und die gewünschte Belastung der Röhre bewirkt.

Die Ausgangsspannung der Emitterfolgestufe 55 wird über eine Leitung 56 einer Kopierschaltersteuerung 57 zugeleitet, die einen Teil einer Steuerschaltung 58 bildet. Von der Kopierschaltersteuerung 57 läuft das Signal über eine Leitung 59 zu einem Schmidt-Trigger 60, in dem die Impulse so geformt werden, daß sie eine steile Anstiegsflanke erhalten.

Der Ausgang des Schmidt-Triggers 60 ist über eine Leitung 61 mit der ersten Flip-Flop-Stufe 62 eines Multivibrators verbunden. Die Funktion der Flip-Flop-Stufe 62 liegt darin, Impulse der nachlaufenden Kante der Linie 9 zurückzuweisen, wie dies noch beschrieben werden wird.

Die erste Flip-Flop-Stufe 62 bildet weiter noch ein Betätigungssignal, das über eine Leitung 63 einer Schaltung 64 zugeführt wird, die ein Relais 65 steuert. Das Relais 65 betätigt einen Schalter 66. Dieser ist so geschaltet, daß er mehrere Funktionen ausführt; Anschalten einer Meldeleuchte 13 ( F i g. 1) zur visuellen Anzeige, daß der Abtastkopf 10 der abzutastenden Linie

folgt; Abschalten des Antriebs, wenn sich der Abtastkopf 10 nicht mehr auf der abzutastenden Linie befindet: und andere Funktionen. Eine zweite Flip-Flop-Stufc 67 bildet einen zweiten Impuls, der in einem Abstand von etwa 180° von dem Impuls der vorlaufenden Kante der Linie 9 liegt, der die erste Flip-Flop-Stufe 62 triggerte.

Die Ausgangsimpulse der zweiten Flip-Flop-Stufe 67 werden über Leitungen 68 und 69 in Stufenform den Verstärkern 70 und 71 zugeleitet, die von üblicher Bauart sind. Die verstärkten Signale werden über Leitungen 72 und 73 einer Tast-und Modulatorsteuerschaltung 74 zugeleitet, wo sie zum Tasten der Ausgangssignale der senkrecht aufeinanderstellenden Wicklungen 34,34' im Stator des Generators 34,34', 35 verwendet werden. Sie dienen dann zur Steuerung der Vorschubmotoren 3 und 4.

Das Ausgangssignal der Wicklung 34 wird über Leitungen 75 und 76 einem für diese Achse vorgesehenen Diodenschalter 77 zugeleitet. Das Ausgangssignal der anderen Wicklung 34' wird über Leitungen 78 und

79 einem für diese Achse vorgesehenen Diodenschalter

80 zugeleitet. Die Diodenschalter 77 und 80 werden vom Multivibrator der Steuerschaltung 58' über die Leitungen 72,73,81 und 82 gesteuert. Die Ausgangssignale der betreffenden Diodenschalter werden Modulatoren 83 und 84 über Tiefpaßfilter 85 zugeleitet. Die Modulatoren 83, 84 bilden Gleichspannungssignale, die der gewünschten Geschwindigkeit proportional sind und eine Polarität aufweisen, die der gewünschten Bewegungsrichtung entlang den betreffenden Achsen entspricht. Die modulierten Signale werden in Verstärkern 86 verstärkt und über Leitungen 87 bis 88 und zusammengekoppelte Potentiometer 89 und 90 mit denen die Vorschubgeschwindigkeit gesteuert wird. Leitungen 91 und 92 zugeführt, an die die Vorschubmotoren 3 und 4 angeschlossen sind.

Wenn es sich bei den Vorschubmotoren 34 um Gleichspannungsmotoren handelt, können die Modulatoren 83,84 weggelassen und die von den Diodenschaltern 77 und 80 gebildeten Gleichspannungssignale über die Filter 85 und die Verstärker 86 unmittelbar den Antrieben zugeführt werden.

Schaltungseinzelheiten

Gemäß F i g. 4 ist die Foto-Vervielfacherröhre 50 an eine Stromversorgung angeschlossen, die einen Transformator 95 und einen Gleichrichter 96 enthält. Über eine konventionelle Filterschaltung mit Kondensatoren 97 und Widerständen 98 wird die gleichgerichtete Spannung der Kathode 51 und den verschiedenen Elektroden zugeführt. Die Spannungsversorgung 53 enthält auch noch einen Widerstand 99, der mit dem Gleichrichter 96 in Reihe liegt. Die Ausgangsspannung der Röhre 50 wird der Emitterfolgestufe 55 über einen Widerstand 100 und ein Potentiometer 101 zugeleitet. Das Potentiometer 101 bildet damit ein Mittel, um die gesamte Anordnung an verschiedene Betriebsbedingungen hinsichtlich des Kontrastes der Vorlage 8 anzupassen.

Die Emitterfolgestufe 55 erfüllt eine Trennfunktion. Die Fotozellenanordnung wird von dem übrigen Teil der Schaltung abgetrennt, während gleichzeitig die von der Fotozellenanordnung abgegebenen Signale den Steuerschaltungen zugeführt werden.

Über einen Kondensator 102 wird das an dem Potentiometer 101 abgegriffene Signal zwei Transistoren 103 und 104 zugeführt, die von einer nicht gezeigten Spannungsquelle gespeist werden. Die Tranistoren haben einen sehr hohen liingangswidcrstand und einen sehr niedrigen Ausgangswiderstand. Sie ermöglichen eine recht wesentliche Leistungsverstärkung des Eingangssignals, ohne daß die Impulshöhe dabei beeinflußt wird.

Die Emitterfolgcstufc 55 enthält eine Rückkopplung mit einem Kondensator 105 und einem Widerstand 106. Hierdurch ergibt sich der gewünschte hohe Eingangswiderstand. Mit Widerständen 107 und 108 wird die Vorspannung für die Transistoren 103 und 104 erzeugt. Ein Siebkondensator 109 und ein an Masse angeschlossener Widerstand 110 vervollständigen die Schaltung.

Die Ausgangsspannung der Emitterfolgestufe 55 wird über einen Kondensator 111 und eine Leitung 56

■5 abgenommen und der in Fig.5 gezeigten Schaltung zugeführt. Diese Schaltung bildet einen Teil der Kopierschaltersteuerung 57. Diese Schaltung enthält einen Transistor 112, dessen Basis an die Leitung 56 angeschlossen ist. Sowohl der Kollektor als auch der j Emitter des Transistors 112 sind an Lastwiderstände 113 angeschlossen. Die über die Leitungen 114 und 115 abgenommenen komplementären Ausgangssignale sind in ihrer Größe gleich und in ihrer Polarität entgegengesetzt. Widerstände 116 bestimmen den Betriebspunkt des Widerstandes 112. Die Ausgangssignale werden über Koppelkondensatoren 117 und einen Schalter 118 dem Eingang des Schmidt-Triggers 60 zugeführt.

Die komplementären Impulse entgegengesetzter Polarität und-der Schalter 118 sind vorgesehen, um dem Schmidt-Trigger 60 einen negativen Eingangsimpuls zuzuleiten. Nur ein solcher Impuls wird vom Schmidt-Trigger angenommen, unabhängig davon, ob der Abtastkopf eine helle Linie auf einem dunklen Hintergrund oder eine dunkle Linie auf einem hellen Hintergrund abtastet. Zur gleichmäßigen Belastung des Transistors 112 ist noch ein Massewiderstand 119 vorgesehen.

Der Schmidt-Trigger 60 ist von konventioneller Bauart. Seine Funktion liegt darin, die gezackten und verhältnismäßig schwachen Eingangsimpulse zu formen und einen Ausgangsimpuls zu bilden, der eine scharf begrenzte Anstiegsflanke aufweist, wie es in der Zeichnung deutlich gezeigt wird. Da Schaltungen für Schmidt-Trigger allgemein bekannt sind, sind Einzelheiten in der Zeichnung weggelassen. Ein Belastungswiderstand 120 ist vorgesehen, ebenso ein Massewiderstand 121.

Der Ausgang des Schmidt-Triggers 60 ist über einen Koppelkondensator 122, eine Sperrdiode 123 und eine Leitung 61 an die erste Flip-Flop-Stufe 62 angeschlossen, womit der Transistor 124 ab- und der Transistor 125 angeschaltet wird. Ein Anschalten des Transistors 125 erzeugt auf der Leitung 126 einen negativen Spannungsanstieg, wobei der Transistor 127 abgeschaltet und der Transistor 128 in der zweiten Flip-Flop-Stufe 67 angeschaltet wird. Ein Anschalten oder Kippen der zweiten Flip-Flop-Stufe 67 in der eben beschriebenen Weise löst das Zurückkippen aus. Die zeitliche Folge läßt sich mit einem Potentiometer 129 einstellen. Auf gleiche Weise bewirkt ein Kippen der ersten Flip-Flop-Stufe 62 ein Zurückkippen, dessen zeitliche Folge mit einem Potentiometer 130 eingestellt werden kann. Vor dem Zurückkippen der ersten Flip-Flop-Stufe 62 ist diese gegenüber den über die Leitung 61 zugeführten Impulsen unempfindlich.

Das Potentiometer 130 wird so eingestellt, daß die erste Flip-Flop-Stufe 62 unmittelbar nach einem Impuls der nachlaufenden Kante der Linie 9 und vor dem

folgenden Impuls der vorlaufenden Kante der Linie 9 /urückkippt.

Die Ausdrücke »vorlaufend« und »nachlaufend« bezichen sich dabei auf die Richtung der Bewegung des Abtastkopfes 10 über die abzutastende Linie 9, s. F i g. 1.

Zum Beispiel kann das Potentiometer 130 so eingestellt werden, daß die Stufe 62 etwa 300° nach dem Schneiden der vorlaufenden Kante der Linie 9 zurückkippt. Das Potentiometer 129 wird so eingestellt, daß die Stufe 67 etwa 180° nach dem Schneiden der vorlaufenden Kante der Linie 9 zurückkippt. Theoretisch würde die Stufe bei 180° vom Schnittpunkt mit der vorlaufenden Kante der Linie zurückkippen. Falls jedoch tatsächlich die Linie im Unterschied zu der vorlaufenden Kante der Linie nachgefahren werden soll, ist im allgemeinen eine Verstellung von 180° erforderlich.

Wie bereits beschrieben, werden die Ausgangssignale der Flip-Flop-Stufe 67 über die Verstärker 70,71 und die Leitungen 72, 73 den Diodenschaltern 77, 80 zugeführt, ao Die Diodenschalter 77 und 80 sind miteinander identisch, ebenso wie die Modulatoren 83 und 84. Darum wird jeweils nur eine dieser Schaltungen beschrieben. Gemäß Fig.6 enthält der Diodenschalter 77 zwei Erdungsnetzwerke, die gegeneinandergeschaltet sind as und in der dargestellten Ausführung je zwei Widerstände 132 und ein Potentiometer 133 enthalten, die mit Sperrdioden 134 und 135 in Reihe liegen. Die Dioden

135 und 134 sind gegeneinandergeschaltet. Bei einem bestimmten Spannungsabfall zwischen den Leitungen 81 und 82 wird daher nur eins der beiden Erdungsnetzwerke leitend. Die Wicklung 34 des Generatorstators ist mit ihren beiden Enden an die beiden Erdungsnetzwerke angeschlossen, so daß in jedem Zeitaugenblick nur ein Ende der Wicklung 34 an Masse liegt.

Auf gleiche Weise ist die Wicklung 34' des Generatorstators über den Diodenschalter 80 geerdet.

Beim Zurückkippen der zweiten Flip-Flop-Stufe 67 wird die Polarität des Spannungsabfalls zwischen den Leitungen 81 und 82 umgedreht. Die Spannung hat demnach die eine Polarität, wenn der Flip-Flop 67 durch den Triggerimpuls in der einen Richtung gekippt wird, und die andere Polarität, wenn der Flip-Flop 67 etwa 180° später sich selbst zurückkippt.

Eine Erdung der Generatorwicklung 34 über eines der Erdungsnetzwerke ermöglicht, daß das Ausgangssignal dieser Wicklung über eine Leitung 136, einen Widerstand 137 und einen Kondensator als Tiefpaßfilter 85 weitergegeben wird. Die anschließende Erdung der Wicklung 34 über das andere Erdungsnetzwerk bewirkt, daß die Umkehr des erzeugten Signals über die Leitung

136 übertragen wird. In dem Filter 85 wird ein Durchschnittswert dieser Signale gebildet. Es entsteht eine Gleichspannung, die über die Leitung 138 der Mittelanzapfung der Primärwicklung eines Transformators 139 zugeleitet wird. Ein Basisspannungssignal, das die gleiche Größe wie die an den Potentiometern 133 abgenommene Spannung hat, in diesem Fall 6 V, wird von einer geeigneten Quelle über eine Leitung 140 der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung eines Transformators 141 zugeleitet. Der Spannungsunterschied zwischen diesen Signalen (d. h. den auf den Leitungen 138 und 140) ist der Vorschubgeschwindigkeit entlang der X-Achse (im Falle des Diodenschalters 77; der V-Achse im Falle des Diodenschalters 80) proportional. Die Polarität der Spannung gibt die Bewegungsrichtung an.

Die vorstehende Betriebsweise wird grafisch in I ig. 7 gc/.eigt. Der Teil A zeigt die von der !■"oio-Vcrviclfacherröhrc 50 abgegebenen Impulse, und /.war die sich abwechselnden Impulse 145 und 146 der vorlaufenden und der nachlaufenden Kante. Teil B zeigt den Impuls in der ersten Flip-Flop-Stufe 62. Dieser Impuls 147 wird durch den Impuls 145 der vorlaufenden Kante getriggert. Er hält zeitlich bis nach dem Impuls 146 an, so daß dieser vom Diodenschalter zurückgehalten wird.

Teil C von F i g. 7 zeigt die Impulse 148 und 149 der zweiten Flip-Flop-Stufe 67. Der Impuls 148 wird durch den Impuls 147 der ersten Flip-Flop-Stufe 62 ausgelöst. Der Impuls 149 erscheint etwa 180° später als durch das Rückstellpotentiometer 129 vorgegeben wird. Teil D zeigt die Spannungsform am Punkt D in Fig.6, während Teil E die Spannungsform am Punkt E in Fig.6 zeigt. Die erstere wird als Impuls 150 und die letztere als Impuls 151 dargestellt. Die Ausgangsspannung der Generatorwicklung 34 wird in Teil F als Spannungswelle 152 gezeigt. Die umgekehrte Spannung wird bei 153 gezeigt.

Man ersieht daraus, daß der Spannungsimpuls 150 das Generatorausgangssignal 152 und der Impuls 151 das umgekehrte Signal 153 auslöst. Abhängig von dem Zeitpunkt, an dem dies erfolgt, erhält man einen Durchschnitts-Gleichspannungswert 154. Bei einem Vergleich dieser Spannung mit der Bezugsspannung, wie sie durch das Potentiometer 133 vorgegeben wird, ist sie der Vorschubgeschwindigkeit proportional. Fig. 7 erläutert die Betriebsweise für einen Vorschub entlang der X-Achse, der gleich dem Vorschub entlang der K-Achse ist. Dadurch entsteht eine Bewegung unter einem Winkel von 45°.

Der Transformator 141 (Fig. 6) wird über einen Strombegrenzungswiderstand 142 von einer geeigneten (nicht dargestellten) Wechselspannungsquelle gespeist. Am Ausgang des Transformators 139 läßt sich demnach ein moduliertes Antriebssignal abgreifen, das der angezeigten Vorschubgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung entlang der jeweiligen Achse entspricht. Dieses Signal wird im Verstärker 86 ( F i g. 3) verstärkt und dem Vorschubmotor für die betreffende Achse zugeleitet. Bei Verwendung von Gleichspannungsmotoren können die Modulatoren 83 und 84 weggelassen werden.

Die Flip-Flop-Stufen 62 und 67 sind mit Ausnahme der Relativeinstellung der Rückstellfunktion identisch. Jede enthält einen üblichen Multivibrator mit einem Transistor 156 (Fig. 5). Bei Sperren des Transistors 124 lädt sich ein Kondensator 157 über das Potentiometer 130. Beim Zünden des Transistors 156 entsteht am Widerstand 158 ein Impuls, der über Dioden 159 der Basis des Transistors 125 zugeleitet wird. Dadurch wird dieser abgeschaltet und die Schaltung in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt. Lastwiderstände 160, Vorspannungswiderstände 161 und Erdungswiderstände 161 und 162 sind zusammen mit Filterkondensatoren 163 vorgesehen, ebenso wie ein Temperaturausgleichswiderstand 164. Funktion und Betriebsweise dieser Teile sind bekannt und eine weitere Erläuterung ist daher nicht nötig.

Die Flip-Flop-Stufen sind über eine Leitung 126, einen Koppelkondensator 165 und eine Sperrdiode 166 verbunden. Ein Erdungswiderstand 167 ist ebenso vorgesehen. Die erste Flip-Flop-Stufe 62 ist mit der Schaltung 64 über eine Leitung 168, einen Widerstand 169 und über einen Transistor 170 verbunden, dessen Arbeitspunkt durch einen Vorspannungswiderstand 171

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bestimmt wird. Das Relais 65 wird von dem Transistor 170 gesteuert. Die Charakteristik des Relais 65 und seine Steuerschaltung, zu der eine Sperrdiode 180 gehön, bewirken, daß das Relais 65 erregt bleibt, solange die erste Flip-Flop-Stufe 62 aus ist. Die Stufe 62 ist aus, wenn sie zurüekgekippt ist. Dies wird so eingestellt, daß es nach dem nacheilenden Impuls erfolgt, wodurch dieser zurückgewiesen wird.

Das Steuerpult 15 ( Fig. 1) enthält handbetätigte und automatische Start- und Stop-Steuerungen. Der Schalt-

hebel 16 ist so in die Schaltung eingebaut, daf3 er eine Handbetätigung des Arbeitstisches 1 ermöglicht.

Beim Ausführungsbeispiel wird eine Kante der Linie 9 nachgefahren, da die Anordnung als Triggerimpuls den Schnittpunkt des Abtaststrahls mit einer Kante der Linie verwendet, wobei der folgende Impuls zurückgewiesen wird. Falls zum Beispiel die Mitte der Linie 9 nachgefahren werden soll statt der vorlaufenden Kante der Linie 9, so läßt sich dies durch Einstellen der Rückstellzeit in der Stufe 67 erreichen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kopierstcuerungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einem fotoelektrisch eine ebene Vorlage abtastenden Abtastkopf, in dem senkrecht zur abzutastenden Vorlage eine von einem Elektromotor angetriebene Hohlwelle drehbar gelagert ist, die eine Blende mit einer exzentrisch angeordneten Blendenöffnung zur Kreisbahnabtastung trägt und oberhalb der eine lichtempfindliche Einrichtung angeordnet ist, deren Ausgangssignale einer Steuereinrichtung zuführbar sind, durch die über einen mit dem Abtastkopf in Wirkverbindung stehenden elektrischen Komponentenzerleger zur Relativbewegung von Werkzeug und Werkstück Vorschubmotoren in jeder Koordinate steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hohlwelle (18) antreibende Motor (32, 33) ein Induktionsmotor ist und daß als Komponentenzerleger ein Generator (34,34', 35) vorgesehen ist, dessen Rotor (35) auf der Hohlwelle (18) befestigt ist und dessen Stator (34, 34') im die Hohlwelle (18) aufnehmenden Gehäuse (17) angebracht ist und zwei senkrecht zueinander angeordnete Wicklungen (34, 34') aufweist, die an getrennte Eingänge der Steuereinrichtung (74) für die Vorschubmotoren angeschlossen sind.

2. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (35) des Generators (34, 34', 35) als Dauermagnet ausgebildet, ist.

3. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem den Stator (34, 34') des Generators (34, 34', 35) tragenden Gehäuse (17) ein Schneckenrad (175) angeordnet ist, das mit einer mit einem Handrad (179) verbundenen Schnecke (176) im Eingriff steht.