DE1621780C3 - Kopiersteuerungsvorrichtung zum Formen eines dreidimensionalen Reliefs auf einem Werkstück - Google Patents

Description

unter Vermeidung derartiger Nachteile die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß gewisse Ungenauigkeiten der bemusterten Vorlage nicht in das Relief aufgenommen werden und daß dieses praktisch nicht mehr nachbearbeitet werden muß. Dabei soll es möglich sein, mit einfachen Mitteln und auch durch Laien die Reliefausprägung verändern zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Fühler sich beim Abtasten der Vorlage in einer Ebene bewegt, daß in Abhängigkeit von den Signalen des Fühlers das Werkzeug durch die Verstelleinrichtung allmählich bewegbar ist und daß die· Verstelleinrichtung und/oder die Auswerfeinrichtung mit Steuerorganen versehen sind, durch die der Beginn der Bewegung des Werkzeugs zur Änderung der Bearbeitungstiefe verzögerbar ist.

Obwohl es sich empfiehlt, elektrische Fühler zu verwenden und diese die Vorlage berührungslos abtasten zu lassen, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch durch andere Fühler lösbar, darunter solchen, die die Vorlage beim Abtasten be-' rühren. Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß von verhältnismäßig umständlichen Maskierungsverfahren bei der Herstellung der bemusterten Vorlage ausgegangen werden muß und daß der Fühler so beweglich zu lagern ist, daß er aus einer geraden Ebene herauslenkbar ist, da er keinen Konturen der bemusterten Vorlagen zu folgen hat. Dies erleichtert nicht nur die Aufhängung und Führung des Fühlers bzw. der Vorlage, sondern setzt auch die Störanfälligkeit dej Vorrichtung herab.

Darüber hinaus wird vermieden, daß das Relief in Form eines ausgesprochenen Stufenreliefs erzeugt wird, da das Werkzeug lediglich allmählich, nicht jedoch sprunghaft in den Verstellrichtungen bewegt wird, da es auch selbst nur allmählich verstellt wird, wenn seine Auslösung einmal beginnt, bis es durch geeignete Begrenzungsmittel an der Weiterbewegung in der gewählten Richtung gehindert wird. Die Reliefoberfläche ist daher — selbstverständlich abhängig von der Werkzeugform — nicht gestuft, sondern abgeschrägt bzw. geneigt, was den praktischen Bedürfnissen besser entspricht.

Durch den Einbau von zusätzlichen Steuerorganen in die Verstell- bzw. Auswerteinrichtung, die zum Verzögern des Beginns der Verstellbewegung des Werkzeugs dienen, können spezielle Sondereffekte je nach den praktischen Anwendungsfällen erzeugt werden. So kann die Empfindlichkeit in mehreren Arbeitsgängen von grob auf fein verändert werden, so daß — üblicher spanabhebender Bearbeitung mit Grobbearbeitung, Feinbearbeitung und Schlichtbearbeitung angepaßt — wirklichkeitsgetreue Reliefs selbst durch Laien herstellbar sind. Sowohl der Zeitpunkt des Beginns der Werkzeugverstellbewegung als auch der Schnittiefenverlauf sind daher programmierbar, indem beispielsweise die Geschwindigkeit der Verstellbewegung so gesteuert wird, daß die Zeitdauer der größten Schnittiefe zwischen zwei unterschiedlichen Signalen veränderbar ist.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Kopiersteuerungsvorrichtung nicht nur bei spanabhe benden Werkzeugen, sondern grundsätzlich auch bei anderen Werkzeugen anwendbar ist. Der Ausdruck »Vorlage« ist im weitesten Sinn zu verstehen, worunter Planzeichnungen, Umrißzeichnungen, Formabbildungen od. dgl. fallen. Die Abtastung der Vorlage er folgt zweidimensional, d. h. in einer geraden Ebene, selbst dann, wenn es sich bei der Vorlage um eine endlose, beispielsweise um eine zylindrische Außenfläche einer Walze oder um ein endloses Band handelt, auf dem die Muster aufgetragen sind. An Stelle . eines Fühlers mit berührungsloser Vorlagenabtastung kann daher ein Fühler vorgesehen sein, der bei Entlanggleiten an der Vorlage bzw. dem Muster gegenüber einem entsprechenden Medium empfindlich ist, ίο das zur Musterbilduhg auf der Vorlage dient. Das Muster selbst braucht nicht identisch mit dem herzustellenden Relief zu sein. Es kann vielmehr auch eine Verkürzung oder andere Verzerrung des Reliefs darstellen, da durch beispielsweise die Geschwindigkeitssteuerung des Fühlers bzw. Werkzeugs ein Verzerrungsausgleich möglich ist.

Ausgestaltungen im Rahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Besonders bevorzugt werden an sich bekannte fotoelektrische, die Vorlage berührungslos abtastende Fühler. Dabei ist es zweckmäßig, lichtdurchlässige Vorlagen zu verwenden, auf die das Muster aufgezeichnet ist. Solche Vorlagen sind beispielsweise übliche Transparentpausen.

Darüber hinaus ist es empfehlenswert, wenn solche Fühler verwendet werden, deren Empfindlichkeit einstellbar ist. Hierbei kann für mehrere Arbeitsgänge die gleiche Vorlage verwendet werden; die durch Empfindlichkeitsänderung des Fühlers bewirkten Signaländerungen in den einzelnen Arbeitsgängen führen dann zu einem mehr oder weniger tiefen Herausarbeiten des Reliefs aus dem Werkstück.

Es versteht sich, daß bei den einzelnen Arbeitsgängen auch unterschiedliche Vorlagen verwendet werden können, um ein kombiniertes Relief auf dem Werkstück zu erzeugen, das die Eigenheiten sämtlicher Vorlagen vereinigt.

Die Verstelleinrichtung ist vorzugsweise als hydraulischer Schubkolbentrieb ausgebildet, dessen Bewegungsrichtung über eine Magnetschieberanordnung steuerbar ist. Die Steuerorgane sind dabei insbesondere einstellbare Drosselventile.

Die Erfindung ist beispielsweise für die Herstellung einer Prägewalze zum Prägen einer Platten-,45 fläche verwendbar, auf der ein Ziermuster oder eine sonstige dekorative Wirkung erzeugt werden soll. So kann beispielsweise auf Holz ohne ausgeprägte natürliche Maserung eine charakteristische Maserung mit einer solchen Prägewalze aufgeprägt und anschließend durch Pigmentaufbringen optisch verstärkt werden. Bei der Herstellung der Prägewalze wird dann zweckmäßigerweise von einer lichtdurchlässigen Vorlage ausgegangen, auf die eine natürliche Holzmaserung abgepaust wurde.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht auf eine Maschine mit einer. . erfindungsgemäßen Kopiersteuerungsvorrichtung von oben mit einer Arbeitsstation und einer Vorlageab^ taststation in vereinfachter Darstellungsweise,

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung einiger der in F i g. 1 dargestellten Teile mit der diese Teile verbindenden Steuereinrichtung und

F i g. 3 einen Ausschnitt in vergrößerter Darstel lung zur Veranschaulichung einer Werkzeug-Verstelleinrichtung.

Gemäß F i g. 1 weist die Kopiersteuerungsvorrichtung eine Arbeitsstation 10 mit einem Werkstückträger 12 für ein Werkstück 26 und einem Werkzeughalter 14 zum Einspannen eines Schneidwerkzeugs auf. Der Werkstückträger 12 ähnelt in gewissen Einzelheiten der Konstruktion einer herkömmlichen Drehbank mit einem Spindelstock 16, einem gegenüber dem Spindelstock 16 auf dem Drehbankbett 18 gelagerten Reitstock 20 und einer am Spindelstock 16 drehbar montierten Spindel 22 mit Backenfutter 23 zum Erfassen eines Wellenstumpfes 26 α einer zylindrischen Walze, die das Werkstück 26 bildet. Der entgegengesetzte Wellenstumpf 26 b am anderen Ende des Werkstücks 26 ist im Reitstock 20 gelagert. Die Spindel 22 ist umlaufend antreibbar, so daß auch das Werkstück 26 um seine Mittel- oder Längsachse umlaufen kann. Entlang dem Drehbankbett 18 ist ein Support bzw; Schlitten 30 parallel zur Werkstückachse bewegbar, der einen Mittelabschnitt 30 a sowie Endabschnitte 30 b, 30 c, die in der Nähe der gegenüberliegenden Seiten der Bettbahn 18 liegen, aufweist. Durch Drehen der Leitspindel 32 wird der Schlitten 30 bewegt. Ein Querschlitten 34 ist quer zur Werkstückachse entlang einer Führung 36 bewegbar, und seine Stellung läßt sich durch Drehen der Spindelkurbel 38 verändern, die ein Zustellen und Zurückziehen des Querschlittens 34 entlang der Führungen 36 bewirkt. Beim Reliefherstellen an der Oberfläche des Werkstücks 26 wird gewöhnlich die Stellung des Querschlittens 34 vor dem Bearbeitungsvorgang eingestellt, und diese Stellung bleibt unverändert, wenn der Schneidvorgang beginnt. Die Stellung des Querschlittens 34 kann natürlich verändert werden, wenn die maximale Schnittiefe erhöht oder vermindert werden soll.

Der Werkzeughalter 14 ist am Querschlitten 34 in der Nähe seines vorderen Endes montiert. Ein Halteblock 42 weist sich entlang gegenüberliegenden Seiten erstreckende Führungsleisten 42 a, 42 b auf- und ist mittels mit dem Querschlitten 34 verbundenen Führungselementen 44, die entlang ihrer Länge mit Führungsnuten 44 a für die Führungsleisten versehen sind, in im wesentlichen zur Längsachse paralleler Richtung bewegbar. Das Schneidwerkzeug 46 endet in einer Schneidkante 46 a und ist in einer Aussparung des Halteblocks 42 mittels einer Klemmeinrichtung 48 gehalten. Bei einer Bewegung des Schneidwerkzeugs 46 nach rechts (F i g. 3) oder aufwärts (F i s.. \) wird die Schneidkante 46 α in Richtung zum Werkstück 26 verstellt.

Bei Drehung des Werkstücks 26 und gleichzeitiger Bewegung des Schlittens 30 entlang dem Drehbankbett 18 bewegt sich die Schneidkante 46 α in aufeinanderfolgenden wendeiförmigen, zeilenartig benachbarten Bahnen über die Werkstückoberfläche.

In der Abtast- oder Fühlstation 50 befindet sich in der Nähe der Spindel 22 eine Verlängerung 52 des Hauptrahmens der Vorrichtung. Dort sind zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete, parallele Wellen 54, 56 gelagert, an deren Enden zwei an der einen Seite der Verlängerung 52 angeordnete Trommeln 58, 60 montiert sind. Diese dienen zur Abstützung eines als Vorlage 62 dienenden endlosen Bandes. Ein Antrieb erzeugt eine Antriebsübertragung zwischen der Trommel 60 und der Vorlage 62 und weist eine Reihe von vorspringenden Stiften 66 auf, die in öffnungen 64 der Vorlage 62 eingreifen. Die Spindel 22 trägt ein Kettenrad 68, das eine Kette 70 treibt, die sich von der Spindel fort erstreckt und über ein mit der Welle 56 verbundenes Kettenrad 72 geführt ist. Die Trommel 60 läuft daher synchron mit der Spindeldrehung und der Werkstückdrehung, so daß die Vorlage 62 bei einer vollständigen Umdrehung des Werkstücks 26 einen vollständigen Umlauf ausführt.

Das dreidimensional auf dem Werkstück 26 zu reproduzierende Muster ist auf der Vorlage 62 mittels

ίο eines abtastbaren Mediums aufgezeichnet, das in einem Fühler, dem das abtastbare Medium ausgesetzt ist, Signale erzeugt. Die Vorlage 62 besteht hier aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise einer transparenten Kunststoffolie, auf deren Oberfläche das Muster praktisch zweidimensional mit einem undurchsichtigen Material, wie Tusche, in Form gekrümmter Linien 74 mit unterschiedlicher Dicke aufgezeichnet ist. Der Fühler 76 ist lichtempfindlich und kann im Abstand von der Vorlage 62,

d. h. berührungslos über diese hinweggeführt werden. Der Fühler 76 besteht aus einer fotoelektrischen Zelle und ist im Inneren eines zylindrischen Schirmes 78 montiert, durch den er gegen einfallendes Licht aus der Umgebung abgeschirmt ist. Die Abdeckung dieses Schirmes 78 ist mit einer kleinen ,öffnung 80 ausgestattet, die den Eintritt eines dünnen Lichtstrahles nach unten und gegen den Fühler 76 unterhalb des oberen Trums der Vorlage 62 gestattet. Oberhalb des unteren Trums der Vorlage 62 befindet sich eine Lichtquelle 84 mit einem Schirm 82 und einer Linse 86 zum Konzentrieren des Lichtes, so daß das Licht in der Nähe des oberen Vorlagetrums ein dünner Lichtstrahl mit verhältnismäßig hoher Intensität ist, der den Fühler 76 betätigen kann. Die gesamte Anordnung ist an Armen 88, 90 montiert, die mittels einer Konsole 92 am Endabschnitt 30 b des Schlittens 30 befestigt sind, so daß bei einer Schlittenbewegung auch diese Anordnung mit dem Fühler 76 in der gleichen Richtung bewegt wird. Der fotoelektrische Fühler 76 ist mittels Leitern 94 und die Lichtquelle 84 ist mittels Leitern 102 mit einer Auswerteinrichtung 100 verbunden.

Am Querschlitten 34 ist eine Magnetschieberanordnung 106 montiert, die zum Steuern der Verstelleinrichtung 122 für das Werkzeug 46 dient und einen Schieber 106 α und eine mit diesem gekoppelte Magnetspule 106 b aufweist. Bei Erregung der Magnetspule 106 b wird der Schieberkörper in der einen Richtung verschoben; er kehrt bei Entregung der Magnetspule 106 6 in seine ursprüngliche Stellung zurück. Die Auswerteinrichtung 100 schaltet über den Leiter 108 den Strom ab zwecks Entregen der Magnetspule 106 b während der Zeiträume, in denen der Strahlengang des Lichtes zum Fühler 76 unterbrachen ist. Der Strom fließt dagegen bei nicht unterbrochenem Lichtstrahl. Ist die Magnetspule 106 b' entregt, dann strömt Druckmittel durch den Schieber 106 a in der Richtung, die durch die parallelen Pfeile im Schieberblock in F i g. 2 gekennzeichnet ist, also von der Leitung 110 zur Leitung 112 und von der Leitung 114 zur Leitung 116. Wenn die Magnetspule 106 b erregt ist, steuert der Schieber 106 α den Druckmittelstrom in der durch die gekreuzten Pfeile rechts im Schieberblock in F i g. 2 gekennzeichneten Richtung, nämlich derart, daß die Leitung 110 mit der Leitung 114 und die Leitung 112 mit der Leitung 116 verbunden wird. Der Fühler 76 erzeugt im elektrischen Strom, der die Magnetspule 106 b erregt,

Schwankungen, die von dem vom Fühler 76 abgefühlten Muster abhängen. Diese Stromschwankungen steuern ihrerseits die Einstellung des Schiebers 106« und dadurch die Verstelleinrichtung 122.

106 b derart betätigt wird, daß sie eine momentane Druckmittelzufuhr, die ein Zurückziehen des Werkzeuges 46 verursacht, und gleich darauf eine Druckmittelzufuhr bewirkt, die ein Vorschieben des Werk-5 Zeuges 46 gegen das Werkstück 26 verursacht, kann die Drosselwirkung so beschaffen sein, daß sie das Auftreten jeglicher merklichen Änderung der Schnittiefe verhindert, da überhaupt noch keine nennenswerte Bewegung des Werkzeugs.46 auftritt. Wenn

des Zylinders heraus: an diesen vorspringenden Enden befestigte Anschläge 128 begrenzen den Hub des Kolbens 124 in den beiden Richtungen in bezug auf den Zylinder.

Zwischen dem Schieber 106 α und der Verstelleinrichtung 122 sind Drosselventile 132. 134 in die Leitungen 112 bzw. 114 eingebaut, die zwar, in F i g. 1 nicht dargestellt sind, da sie vom Schieber 106« ver-

Gemäß Fig. 2 und 3 ist der Halteblock 42 des
Werkzeughalters 14 mit der Kolbenstange 120 eines
als Verstelleinrichtung 122 dienenden Schubkolbentriebs 124, 126 verbunden. Dieser Schubkolbentrieb
weist ,einen Zylinder 126 zur Führung des darin hin-
und heibeweglichen Kolbens 124 auf. Die Kolben- io dagegen eine Änderung des Schnittes erfolgt, kann stange 120 ragt aus den gegenüberliegenden Enden ein erhabener Teil im Werkstück 26 stehenbleiben,

der sich über einen kleineren Bereich erstreckt und weniger weit nach außen ragt, als wenn keine Drosselung des Druckmittelstroms zur Verstelleinrichtung 15 122 erfolgt wäre.

Soll an der Werkstücksoberfläche ein erhabenes Muster in drei Dimensionen wiedergegeben werden, das einem nur zweidimensionalen Muster auf der Vorlage 62 entspricht, indem es jenem in zwei der deckt sind, die jedoch in F i g. 2 schematisch ange- 20 drei Dimensionen ähnelt, dann wird der Antriebsmodeutet sind. Das Drosselventil 132 drosselt oder un- tor in Betrieb gesetzt, so daß die Spindel 22 und die terdrückt den Druckmittelstrom durch die Leitung Trommel 60 in Drehbewegung und der Schlitten 30 112 zum rechten Ende des Druckzylinders, während entlang dem Drehbankbett 18 in Bewegung gesetzt das Drosselventil 134 den Druckmittelstrom durch werden. Die Lichtquelle 88 wird in Betrieb gesetzt, die Leitung 114 zum linken Ende des Druckzylinders 25 so daß Licht abwärts durch die bandförmige Vorlage drosselt. 62 gegen den Fühler 76 strahlt. Die Vorlage 62 wan-

Gemäß F i g. 2 weist die Druckmittelquelle 135 dert nun in Längsrichtung am Fühler 76 vorbei, wäheinen Motor 136 auf, der eine Pumpe 138 antreibt, rend dieser gleichzeitig in Richtung der Breite des deren Saugstutzen mit einem Behälter 140 verbunden Bandes, d. h. quer zur Vorlage 62 langsam wandert, ist. Die Druckseite der Pumpe 138 ist über eine Lei- 30 so daß jeder Bereich der Vorlage 62 vom Fühler 76 tung 142 mit dem Schieber 106 α verbunden. Der Be- wiederholt in aufeinanderfolgenden Bahnen bestrichen wird, die in einem geringfügigen Abstand seitlich nebeneinanderliegen. Ist der größere Teil der Vorlage lichtdurchlässig, dann wird über den größten 35 Teil des Vorbeilaufens Licht hindurchgelassen, die Magnetspule 106 b wird erregt und die Verstelleinrichtung 122 in betätigtem Zustand gehalten, so daß das Werkzeug 46 so weit in das eingespannte Werkstück 26 hinein vorgeschoben gehalten wird, wie dies

dadurch nach Einfärben eine Maserung vorgefäuscht 40 die Anschläge 128 gestatten. Wird dann ein undurchwerden. Zu diesem Zweck ist eine Prägewalze herzu- sichtiger Vorlagenbereich, also eine der Linien 74, stellen, die zur Erzeugung einer solchen Prägung am Fühler 76 vorbeibewegt, dann wird der Strahlendient und das Muster in Form von erhabenen Linien gang des Lichtes unterbrochen, die Magnetspule trägt. Zur Erzeugung solcher entsprechend den Li- 106 b entregt und die Verstelleinrichtung 122 derart nien 74 angeordneter erhabener Linien auf der Wal- 45 betätigt, daß das Werkzeug 46 von der Werkstückszenoberfläche wird das Werkzeug 46 derart gesteu- oberfläche zurückgezogen wird, bis es etwa außer ert, daß beim Vorbeiwandern von durchscheinenden Eingriff mit der Werkstücksoberfläche gelangt, wenn Abschnitten der Vorlage 62 am Fühler 76 das Werk- die Magnetspule 106 b während einer Zeitspanne zeug 46 an der Walzenoberfläche einen Span abhebt. entregt ist, die lang genug andauert, um ein weites Wenn ein dunkler Bereich der Vorlage 62 am Fühler 50 Zurückziehen zu ermöglichen. Wenn der undurch-76 vorbeiwandert, wird das Werkzeug 46 von der sichtige Vorlagenbereich am Fühler 76 vorbeibewegt Walzenoberfläche zurückgezogen und die Schneid- ist und anschließend die Magnetspule 106 b wieder wirkung vermindert. Dies hat zur Folge, daß. der erregt wird, dringt das Schneidwerkzeug 46 abermals dunkle' Bereich auf der Vorlage 76 als erhabener Be- in die Werkstücksoberfläche bis zu der zugelassenen reich der Walzenoberfläche, d. h. des Werkstücks 26, 55 Maximaltiefe ein. Daraus ist ersichtlich, daß nacheinwiedergegeben wird. Durch die durch die Drossel- ander zeilen- bzw. wendelartig in die Walzenoberventile 132 und 134 hervorgerufene Drosselwirkung fläche ein Reliefmuster eingeschnitten wird, das dreiwird das Werkzeug 46 nicht augenblicklich, d. h. dimensional ist und dem zweidimensionalen Muster sprunghaft, vom Werkstück 26 zurückgezogen, son- auf der Vorlage 62 entspricht. Der Charakter der dem erst mit zeitlicher Verzögerung, selbst wenn 60 dreidimensionalen Erscheinungsform des Reliefs diese Zeitspanne äußerst kurz ist und sich über nicht kann allerdings abgewandelt werden, indem das Maß mehr als einen kleinen Bruchteil einer Sekunde er- verändert wird, in welchem die Einrichtungen zur streckt. Während des Spanabhebens läuft das Werk- Erzeugung der Bewegung des Werkzeuges 46 ansprestück 26 natürlich um, so daß dessen Fläche kontinu- chen. So kann der dreidimensionale Charakter des ierlich bewegt wird, während das Werkzeug 46 zu- 65 Reliefs dadurch verändert werden, daß die Drosselrückgezogen wird. Dadurch erhält der spanabhe- wirkung der Drosselventile 132, 134 oder die Empbende Schnitt eine Steigung, d. h. er ist nicht von findlichkeit des Fühlers 76 geändert oder, andere gleichbleibender Tiefe. Wenn ferner die Magnetspule Mittel angewendet werden, die Änderungen in der

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halter 1-19 ist außerdem über eine Leitung 116 mit dem Schieber 106 α verbunden. Eine Umgehungsleitung 146, die eine Entlastung der Pumpe 138 ermöglicht, ist mit einem Ventil 146 α ausgestattet.

Betriebsweise

Auf einer Holzfläche ohne ausgeprägte natürliche Maserung soll ein reliefartiges Muster geprägt und

Ansprechfähigkeit des Werkzeuges 46 zu erzeugen vermögen/ Bei hoher Fühierempfindlichkeit und bei größtmöglicher Ansprechgeschwindigkeit des Werkzeuges 46 werden im wesentlichen alle dunklen Linien 74 ohne Rücksicht darauf, ob sie breit oder schmal sind, im Reliefmuster als erhöhte Bereiche wiedergegeben. Wird die Ansprechgeschwindigkeit des Werkzeuges 46 hingegen vermindert, so werden nur die breiteren dunklen Bereiche wiedergegeben.

Wenn erwünscht, kann auf der Vorlage ein Muster aufgezeichnet sein, bei dem die dunklen Bereiche den überwiegenden Teil einnehmen. Bei einer derartigen Anordnung ergibt sich eine Werkstücksoberfläche, bei der der größere Teil der Oberfläche aus erhabenen Bereichen besteht und nur ein kleinerer Teil abgetragen ist. Durch Änderung der beschriebenen Schaltung in solcher Weise, daß das Werkzeug 46 in das Werkstück 26 vorgeschoben wird, wenn ein dunkler Bereich am Fühler 76 vorbeigeführt wird, und vom Werkstück 26 zurückgezogen wird, wenn Licht durch die Vorlage 62 durchgelassen wird, kann ein Muster wie die Linien 74 derart wiedergegeben werden, daß sie als Vertiefungen in der Werkstücksober^: fläche erscheinen.

Die Erfindung ermöglicht auch die Herstellung eines Reliefs, das eine Kombination von Mustern ist, die in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen geschnitten werden. Beispielsweise kann unter Verwendung des Modells gemäß Fig. 1 das spanabhebende Bearbeiten des Werkstücks 26 zuerst unter Verwendung einer verhältnismäßig geringen maximalen Schnittiefe und verhältnismäßig geringer Ansprechgeschwindigkeit des Werkzeuges 46 erfolgen, so daß die ungeschnittenen Teile Grate bilden und nur in solchen Bereichen erscheinen, die Vorlagebereichen mit verhältnismäßig breiten Linienteilen entsprechen. In einem darauffolgenden Arbeitsgang kann nun das gleiche Modell verwendet und die Einstellung so getroffen werden, daß die Schnittiefe vergrößert und die Ansprechgeschwindigkeit des Werkzeuges 46 erhöht wird. Dies hat zur Folge, daß das Werkzeug 46 weiterhin Teile von bereits bearbeiteten Bereichen

ίο der Werkstückoberfläche bearbeitet; das Werkzeug 46 wird nun nicht nur in Bereichen zurückgezogen und das Bearbeiten unterbrechen, die Vorlagebereichen mit breiten Linienteilen entsprechen, sondern auch in solchen, die schmalen Teilen der Linien 74 entsprechen. Mit anderen Worten, es wird das Werkzeug 46 daran gehindert, .Flächenteile der Werkstückoberfläche im zweiten Arbeitsgang zu bearbeiten, die eine größere Ausdehnung haben als die beim ersten Arbeitsgang beschnittenen Flächenteile.

Anstatt der gleichen Vorlage können auch unterschiedliche Vorlagen mit einander ergänzenden Mustern verwendet werden, und es können ein Arbeitsgang oder mehrere Arbeitsgänge unter Verwendung der einen sowie ein oder mehrere Arbeitsgänge unter Verwendung der anderen Vorlage durchgeführt werden, wobei sich durch die Verwendung der beiden Vorlagen unterschiedliche Schnittiefen ergeben.

Fehler beim Spanabheben, z. B. durch Abbrechen der Schneidkante 46 a, können durch abermalige Bearbeitung des fehlerhaften Bereiches mittels eines neuen Werkzeugs 46 beseitigt werden, indem die ursprünglich verwendete Vorlage 62 abermals zum Steuern des Schneidvorganges verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 bar sind, durch die entgegengesetzte, senkrecht zur Patentansprüche: Werkstückoberfläche gerichtete, von einer Verstell einrichtung bewirkte Bewegungen des zeilenweise

1. Kopiersteuerungsvorrichtung zum Formen das Werkstück bearbeitenden Werkzeugs auslösbar eines dreidimensionalen Reliefs auf einem Werk- 5 sind.

stück durch ein spanabhebendes Werkzeug, bei Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt der eine Vorlage durch einen Fühler zeilenweise (USA.-Patentschrift 1 695 617). Dort dient als Vorabtastbar ist, der beim Abtasten einer bemuster- lage eine elektrisch leitfähige Walze, auf deren Oberten Vorlagefläche ein erstes Signal und beim Ab- fläche das Muster aufgetragen ist, das selbst wieder tasten einer unbemusterten Vorlagefläche ein io mittels einer elektrisch isolierenden Schutzschicht bezweites, unterschiedliches Signal erzeugt, wobei deckt wurde. Es handelt sich daher um eine dreididiese Signale einer Auswerteinrichtung zuführbar mensional bemusterte Vorlage, denn der als Abtastesind, durch die entgegengesetzte, senkrecht zur lektrode ausgebildete Füher muß den Erhöhungen Werkstückoberfläche gerichtete, von einer Ver- undd Verteifungen der freien Oberfläche der bemustelleinrichtung bewirkte Bewegungen des zeilen- 15 sterten Vorlage folgen. Trifft die Abtastelektrode weise das Werkstück bearbeitenden Werkzeugs eine der bemusterten Vorlagefläche entsprechende auslösbar sind, dadurch gekennzeich- elektrisch isolierende Stelle, dann wird das Signal net, daß der Fühler (76) sich beim Abtasten »0« erzeugt. Gleitet die Abtastelektrode von dem der Vorlage (62) in einer Ebene bewegt, daß in Isolierschichtteil herunter auf die freie metallische Abhängigkeit von den Signalen des Fühlers (76) 20 Fläche der Vorlage, dann wird ein Signal »Spandas Werkzeug (46) durch die Verstelleinrichtung nung« erzeugt, und der Anker des als Verstellein- (122) allmählich bewegbar ist und daß die Ver- richtung dienenden Magnets wird bewegt. Das Systelleinrichtung (122) und/oder die Auswertein- stern arbeitet im wesentlichen trägheitslos. Führt das richtung (100) mit Steuerorganen versehen sind, jeweilige Signal zur Auslösung der Verstelleinrichdurch die der Beginn der Bewegung des Werk- 25 tung, dann »schnappt« das Werkzeug praktisch mozeugs (46) zur Änderung der Bearbeitungstiefe mentan aus der einen in die andere Grenzlage. Abgeverzögerbar ist. sehen davon, daß praktisch sämtliche Ungenauigkei-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ten der in der Regel verkleinerten Bemusterung der kennzeichnet, daß der Fühler (76) ein an sich be- Vorlage vergrößert im zu formenden Relief in Erkannter fotoelektrischer, die Vorlage berührungs- 30 scheinung treten, werden dort die Reliefniveaus los abtastender Fühler ist. praktisch übergangslos, d. h. stufenartig herausgear-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- beitet. Eine mechanische Nachbearbeitung des Rekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des Füh- liefs ist daher vielfach erforderlich.

lers (76) einstellbar ist. Darüber hinaus ist eine Steuerungsvorrichtung

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 35 zum Verändern der Eindring- bzw. Schnittiefe eines kennzeichnet, daß die Vorlage (62) lichtdurchläs- Werkzeugs in die Werkstückoberfläche nach Maßsig ist. gäbe einer fotoelektrisch abgetasteten Vorlage be-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden kannt (deutsche Patentschrift 1 084 352), bei der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Frequenzmodulationen und Summenspannungen erdie Vorlage (62) eine in bezug zum Fühler (76) 4° zeugt werden, um die Schnittiefe der in bzug zur kontinuierlich bewegbare Bahn ist. . Werkstückoberfläche hin und her schwingenden

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- Werkzeuge zu steuern. Derartige ständig vibrierende kennzeichnet, daß die Vorlage (62) ein endloses Werkzeugbewegungen sind jedoch vielfach höchst Band ist. unerwünscht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 45 Ferner sind Vorrichtungen zur Herstellung eines kennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (122) dreidimensionalen Reliefgegenstands durch spanabals hydraulischer Schubkolbentrieb (124, 126) hebende Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe ausgebildet ist, dessen Bewegungsrichtung über eines Schneidwerkzeugs bekannt (deutsche Patenteine Magnetschieberanordnung (106) steuerbar schrift 673 618 und schweizerische Patentschrift ist. 50 308 004), bei denen ebenfalls ein Fühler ein auf einer

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge- Vorlage aufgetragenes zweidimensionales Muster abkennzeichnet, daß einstellbare Drosselventile tastet und in Abhängigkeit von den Abtastgrößen er- (132,134) als Steuerorgane vorgesehen sind. zeugte Signale die Relativbewegung zwischen dem

Werkzeug und dem Werkstück steuern. Hierbei wird 55 die Grenze zwischen Licht und Schatten des fototechnisch erzeugten Musters abgetastet, so daß diese Grenze praktisch als Leitlineal für das Werkzeug dient. Der Anwendbarkeit sind daher Grenzen gesetzt. Bei einer anderen Alternative wird lediglich die

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kopiersteue- 60 Schnittbreite von sich kreuzenden Linien in einem rungsvorrichtung zum Formen eines dreidimensiona- Werkstück in Abhängigkeit von der Abtastgröße len Reliefs auf einem Werkstück durch ein spanabhe- bzw. dem Signal gesteuert, so daß die verbleibenden, bendes Werkzeug, bei der eine Vorlage durch einen erhabenen Werkstückteile dem Negativbild des Mu-Fühler zeilenweise abtastbar ist, der beim Abtasten sters weitgehend entsprechen. Auch diese Vorricheiner bemusterten Vorlagefläche ein erstes Signal 65 tung ist daher nicht überall anwendbar, da es ledig- und beim Abtasten einer unbemusterten Vorlage- Hch ein rasterförmiges, seitenverkehrt dem Muster fläche ein zweites, unterschiedliches Signal erzeugt, entsprechendes Druckklischee erzeugt,
wobei diese Signale einer Auswerteinrichtung zuführ- Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,