DE1913828A1 - Steuer- bzw. UEberwachungsvorrichtung fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Steuer- bzw. UEberwachungsvorrichtung fuer Werkzeugmaschinen

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DE1913828A1
DE1913828A1 DE19691913828 DE1913828A DE1913828A1 DE 1913828 A1 DE1913828 A1 DE 1913828A1 DE 19691913828 DE19691913828 DE 19691913828 DE 1913828 A DE1913828 A DE 1913828A DE 1913828 A1 DE1913828 A1 DE 1913828A1
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Germany
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signal
sensor
level signal
workpiece
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DE19691913828
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English (en)
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Malcolm Bath
Sharp Royds Busby
Winning Douglas Smeat
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National Research Development Corp UK
Original Assignee
National Research Development Corp UK
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

  • Steuer- bzw. Uberwachungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen Die Erfindung betrifft allgemein eine Einrichtung zur Steuerung' bzw. Uberwachung der Höhe bzw. Tiefe einer zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, insbesondere beim Flächenschleifen.
  • Irn einzelnen betrifft die Erfindung eine Steuer- bzw.
  • überwachungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen, bei welchen ein Werkzeug gegen eine von diesem zu bearbeitende Werkstückoberfläche in einer Grobeinstellbewegung und einer Feineinstellbewegung vorschiebbar ist.
  • Bei bekannten Werkzeugmaschinen bereitet die Einstellung einer genauen Bearbeitungstiefe mitunter Schwierigkeiten.
  • Insbesondere ist es nicht immer möglich, eine bestimmte Werkzeugeinstellung zur Festlegung einer bestimmten Bearbeitungstiefe in einer Grobeinstellbewegung und einer Feineinstellbewegung zu erreichen.
  • Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Steuer- bzw. Uberwachungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, mittels welcher ein Werkzeug oder eine von diesem zu bearbeitende Werkstückoberfläche in einer Grobeinstellbewegung und einer Feineinstellbewegung vorschiebbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen pneumatischen Nah-Meßfühler zur Erzeugung eines der Werkstückdicke in Werkzeugeinstellrichtung entsprechenden Signales sowie durch eine logische Schaltung zur Untersuchung dieses Signales unter Erzeugung dreier Steuersignale gelöst, von denen jeweils mit Bezug auf eine gewünschte Werkstückdicke ein erstes Steuersignal die Forderung einer Grobeinstellbewegung, ein zweites Steuersignal die Forderung einer Feineinstellbewegung und ein drittes Steuersignal die Forderung einer Bee#ndigung der Einstellbewegung anzeigt.
  • Vorzugsweise wird die logische Schaltung von einem logischen Strömungsmittelsystem gebildet, so daß eine unmittelbare Anpassung zu dem verwendeten pneumatischen Nahmeßfühler erzielt wird.
  • Die Steuervorrichtung nach der Erfindung ist in erster Linie in Verbindung mit Flächenschleifmaschinen entwickelt worden, insbesondere in Verbindung mit Maschinen, bei welchen unter einer umlaufenden Schleifscheibe ein Werkstück während der Bearbeitung vorwärts und rückwärts bewegt wird.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält die logische Schaltung für solche Anwendungsfälle eine oder mehrere Verzögerungseinrichtungen, um ein unerwünschtes Umschalten von der Grobeinstellbewegung zur Feineinstellbewegung des Werkzeuges oder von der Feineinstellbewegung zum Stillstand zu vermeiden, wenn das Werkstück den Arbeitsbereich des Meßfühlers betritt oder verläßt.
  • Ferner findet die Erfindung vorzugsweise auf eine Werkzeugmaschine Anwendung, bei welcher das Verstellen bzw. Zuführen des Werkzeugs mittels eines Schrittmotors erfolgt, wobei die Signale der erfindungsgemäßen Vorricrltlmg leicht zur selbsttätigen Steuerung des genannten Itotors vel?~Jen-iet werden können. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Signale selbstverständlich auch zur Erzeugung einer Sichtanzeige dienen, welche für eine die Einstellung von Hand vornehmende Bedienungsperson bestimmt ist und außerdem kann eine solche Sichtanzeige als zusätzliche Überwachungsmöglichkeit vorgesehen sein, welche jeweils Auskunft über die Betriebsweise bzw. den Betriebszustand einer automatisch gesteuerten Werkzeugmaschine gibt.
  • In einigen Anwendungsfällen der Erfindung kann es vorkommen, daß der Arbeitsbereich des Nah-Meßfühlers nicht ausreicht, einen Abstand zwischen dem Meßfühler und dem Werkstück zu Beginn des Schleifvorganges herzustellen. Dies kann beispielsweise dann vorkommen, wenn der Meßfühler für den Betrieb in einem Abstandsbereich ausgelegt ist, welcher eine normale anfängliche Werkstückdicke berücksichtigt und dabei eine zufriedenstellende Genauigkeit der Höhenmessung ergibt, während aber einige Werkstücke mit Bezug auf die normale anfängliche Dicke Übermaß haben. Man könnte selbstverständlich die größte zu erwartende Werkstückdicke berücksichtigen, indem man den Arbeitsbereich des Meßfühlers entsprechend erweitern würde, doch kann dann die Empfindlichkeit des Fühlers zur Erfüllung der gearünschten Genauigkeit der Höhenmessung ungenügend sein.
  • Diese Schwierigkeit wird erfindungsgemäß durch eine besondere Ausführungsform vermieden, welche einen weiteren Nah-Meßfühler enthält, der für den Betrieb in einem jenseits des Arbeitsbereichs des erstgenannten Meßfühlers gelegenen Arbeitsbereich bestimmt ist. Es ergibt sich also eine zweistufige Nah-Meß fühl eranordnung, welche einen ersten pneumatischen Nah-Meßfühler und einen zweiten, einem weiten Bereich zugeordneten Y\ah-i4eß fühler enthält, der die FoX #l;# eines Tasters haben kann. Der dem engen Meßbereich zugeordnete Nah-j4eßfühler kann aus seiner Arbeitsstellung zurückziehbar sein und wird für den Beginn des Bearbeitungsvorganges Jedes Werkstückes zurückp;ezogen. Die logische Schaltung nimmt eine Untersuchung des Ausgangssignales des dem weiten Meßbereich zugeordneten Meßfühlers vor und erzeugt ein viertes Steuersignal, welches die Erfordernis einer Grobeinstellbewegung des Werkzeuges anzeigt, so daß ein Werkstück zunächst auf ein bestimmtes Höhenmaß bearbeitet wird, bei welchem der dem engen Meßbereich zugeordnete Meßfühler in Arbeitsstellung gebracht werden kann und weiter erzeugt die logische Schaltung ein fünftes Steuersignal, welches anzeigt, daß das genannte vorbestimmte Höhenmaß erreicht ist, wonach dann der genannte, dem engen Meßbereich zugeordnete Meßfühler in die Arbeitsstellung vorgeschoben wird.
  • Ein zusätzlicher Nah-Meßfühler kann noch dazu verwendet werden, die Höhe des Arbeitstisches zu überwachen, so daß Veränderungen dieser Höhe im Ausgangssignal des pneumatischen Nah-Meßfühlers und gegebenenfalls auch im Ausgangssignal des dem weiten Meßbereich zugeordneten Meßfühlers konzentriert werden können.
  • Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar: Fig. 1A eine schematische zeitenansicht einer Schleifscheibe, welche eine Werkstückob erfläche bearbeitet, sowie einer IXeßfühleranordnung nach der Erfindung, Fig. 1B eine Aufsicht auf Teile der Anordnung nach Fig. TA, Fig. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung verschiedener Vorgänge, welche in Abhängigkeit von verschiedenen Höhen des Ausgangssignales des Meßfühlers ausgeführt werden, Fig. 3 ein ins einzelne gehendes Schaltbild des logischen Strömungsmittelsystems zur Überwachung oder Steuerung der Werkstückhöhe, Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bzw. Überwachungsvorrichtung verwendbaren zweistufigen Nah-Meß fühleranordnung, Fig. 5 einen Schaltplan eines zusätzlichen Teiles für das logische Strömungsmittelsystem nach Fig. 3 zur Verwendung in Verbindung mit der Meßfühleranordnung nach Fig. 4 und Fig. 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zusätzlichen Einrichtung, welche die Uberwachung der Maschinentischhöhe ermöglicht.
  • In Fig. 1A ist ein Werkstück 10 dargestellt, welches eine flache, mittels einer Solileifsoheibe 12 zu bearbeitende Oberflache 11 aufweist. Das Werkstück 10 ist auf der Oberfläche 13 eines Maschinentisches 15 festgespannt, dessen Höhe voreingestellt ist.
  • Die Schleifscheibe 12 ist an einem Arm 14 angeordnet, welcher mittels eines Schrittmotors 16 in Richtung der Pfeile 15 senkrecht schrittweise nach aufwärts und nach abwärts bewegbar ist und die Schleifscheibe wird zur Ausführung des Schleifvorganges um die Achse 17 in Umdrehung versetzt. Ein mit Luft betriebener Meßfühler 18, wie er beispielsweise bereits an anderer Stelle vorgeschlagen wurde, ist in einer bestimmten Höhe Uber#der Maschinentischoberfläche 15 an einer Halterung 19 befestigt. Entweder ist der Meßfühler hinsichtlich seiner Höhe an der Halterung einstellbar befestigt oder die Halterung ist in der Höhe einstellbar ausgebildet.
  • Bei einem Schleifvorgang wird das Werkstück in Richtung des Pfeiles 20 vorwärts und rückwärts bewegt, wobei der Weg des Werkstückes in Fig. 1B durch die Linie 21 angedeutet ist.
  • Das Ausgangssignal des pneumatischen Meßfühlers 18 wird einer logischen Strömungsmittelschaltung 22 zugeführt, die ihrerseits drei Ausgänge aufweist. An einem Ausgang 25 tritt ein Signal auf, wenn die Höhe der Werkstückoberfläche einen solchen Wert hat, daß ein weiteres Vorschieben der Schleifscheibe 12 in einer Grobeinstellbewegung erforderlich ist.
  • Ferner ist eine zweite Ausgangsleitung 24 vorgesehen, an welcher dann ein Signal auftritt, wenn ein weiteres Vorschieben des Werkzeugs in einer Feineinstellbewegung erforderlich ist und schließlich tritt an einer Ausgangsleitung 25 ein Signal auf, wenn die weitere Abwärtsbewegung der Schleifscheibe angehalten wird. Diese Ausgangssignale werden zur Steuerung des Schrittmotors 16 verwendet, wobei eine zwischengeschaltete Steuereinheit 26 vorgesehen ist, so daß der Werkzeugvorschub mit anderen Funktionen der Maschine, beispielsweise mit den Querbewegungen des Werkstücks relativ zur Schleifsoheibe in einer geeigneten Weise abgestimmt wird. Diese Abstimmung kann durch eine Bedienungsperson vorgenommen werden, wobei die auf den Leitungen 23 bis 25 auftretenden Signale lediglich in der Einheit 26 eine Anzeige hervorrufen oder es kann eine automatische Steuerung vorgesehen sein.
  • Der Meßfühlerausgang ist in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt. Wenn der Ausgangsdruck P den Pegel C übersteigt, so erscheint auf der Ausgangsleitung 23 der strömungsmittelbetriebenen logischen Schaltung ein Druckeinstellsignal. Liegt die Größe des Meßfühlerausgangssignales zwischen den Pegeln B und Cs so erscheint ein Signal auf der das Erfordernis einer Feineinstellbewegung anzeigenden Leitung 24 und wenn der Meßfühlerausgang unter den Pegel B abfällt, so erscheint ein Signal auf der dem Stillstand zugeordneten Leitung 25.
  • In Fig. 3 der Zeichnungen sind der Meßfühler 18 und die strömungsmittelbetriebene logische #berwachungsschaltung 23 genauer wiedergegeben. Der Meßfühler wird bei 18a mit Druckluft von bestimmtem Druck gespeist und auf einer Leitung 18b erscheint das entsprechende Ausgangssignal, welches eine Drucksteuerschaltung 49 hoher Impedanz betätigt. Das Ausgangssignal des Meßfühlers wird jeweils einem Eingang von jeweils drei Druckpegeldetektoren 27, 28 und 29 zugeführt, welche die Form bistabiler Strömungsmittelschaltelemente haben, deren jeweils zweiten Eingängen 27a, 28a und 29a Vorspannsignale entsprechend den Druckpegeln A bzw. B bzw. C nach Fig. 2 der Zeichnungen zugeführt werden. Der Druckpegeldetektor 27 wird von dem Meßfühlerausgangssignal erregt, wenn dieses Signal den Pegel A übersteigt, der zweite Druckpegeldetektor 28 wird demgegenüber von dem Meßfühlerausgangssignal erregt, wenn dieses den Pegel B übersteigt und schließlich wird der dritte Druckpegeldetektor 29 von dem leßSühlerausgangssignal betätigt, wenn dieses den Pegel C übersteigt.
  • Das Ausgangssignal des Druckpegeldetektors 27 bilde einen Eingang für ein Vorschaltelement 3G, dessen Ausgang in ein Verzögerungselement 51 eingegeben wird. Das Vorschaltelement 30 erfüllt die logische Funktion "X und nicht Y", worin X und Y die Eingänge bedeuten. Zur Verwirklichung dieser Funktion kann ein normales strömungsmittelbetriebenes logisches tDER-Schaltglied verwendet werden und ein solches Schaltglied ist der Einfachheit halber in den Zeichnungen dargestellt. Der Ausgang des Verzögerungselementes 31 bildet einen Eingang zu einem UND-Schaltelement 32.
  • Der Druckpegeldetektor 28 gibt über die Leitung 33 ein Signal an das UND-Schaltglied 32 ab, wenn das Meßrühlerausgangssignal unter dem Pegel B liegt, wenn jedoch das MeßfUhlerausgangssignal über dem Pegel B liegt, so wird die Vorspannung de#s Druckpegeldetektors 28 überwunden und über eine Leitung 34 gelangt ein Ausgangssignal zu dem Vorschaltelement 30 und zu einem gleichen Vorschaltelement 35.
  • Ähnliches gilt für den Druckpegeldetektor 29. Liegt das Ausgangssignal des IJah-ldeßfühlers unter dem Pegel C, so gelangt über die Leitung 36 ein Signal zu dem UND-Schaltglied 37, doch wenn das Druckft'U#lerausgangssignal den Pegel C übersteigt, so wird ein Signal über die Leitung 38 an das Vorschältelement 35 und außerdem über die Leitung 31 an ein bistabiles Schaltungselement 40 abgegeben, dessen Ausgang über die Leitung 23 zu der Druckeinstellungssteuerung gelangt.
  • Der Ausgang des Vorschaltelementes 35 wird über ein Verzögerungselement 41 zu dem UND-Schaltglied 37 geleitet und der Ausgang dieses UND-Schaltgliedes 37 läuft über eine Leitung 42 zu einem bistabilen Element 43, dessen Ausgangssignal über die Leitung 24 zur Feineinstellungssteuerung des Schrittmotors für den Vorschub der Schleifscheibe geführt wird. Schließlich gelangt der Ausgang des UND-Schaltgliedes 52 über die Leitung 44 zu einem bistabilen Element 45> dessen Ausgangssignal über die Leitung 25 zu der dem Vorschubstillstand zugeordneten Steuerung geführt wird.
  • In Verbindung mit den Vorschub steuerungen für die Schleifscheibe und den Maschinentisch wird dem bistabilen Element 40 bei 46 ein von dem bistabilen Element 43 herrührendes Rückstellsignal zugeführt. In ähnlicher Weise werden den Vorschubs teuerungen bei 47 und 48 von den bistabilen Elementen herrührende Rückstellsignale zugeführt.
  • Die genaue Form des logischen Systems zur Erzeugung solcher Rückstellsignale hängt natürlich von der Schaltung ab, welche zur Steuerung bzw. zur Überwachung der Vorwärtsbewegung des Schleifrades bzw. des Maschinentisches verwendet wird.
  • Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Meßfühler 18 unter Zuhilfenahme bekannter Mittel, beispielsweise mittels Schieblehren, auf die gewünschte Höhe oberhalb des Werkstückes eingestellt und die bei 27a, 28a und 29a eingeführten Vorspannsignale werden auf die Jeweiligen Pegel A bzw. B bzw. C eingestellt. Wenn sich das Werkstück 10 unter den Druckfühler 18 hineinbewegt, so wird der Ausgangsdruck von den drei Druckpegeldetektoren 27 J 28 und 29 festgestellt. Die Einstellung der Jedem der Druckpegeldetektoren zugeführten Vorspannsignale ist so gewählt, daß die Detektoren anzeigen, ob eine Vorschubbewegung entsprechend der Grobeinstellung oder entsprechend einer Feineinstellung ausgeführt werden soll oder ob eine Stillsetzung der Steuerung für die Tiefeneinstellung stattfinden soll.
  • Wenn das logische Steuersystem, wie dies normalerweise der Fall ist; nach dem ersten Schnitt oder Bearbeitungsgang die Forderung eines Vorschubes entsprechend einer Grobeinstellbewegung anzeigt, so wird die Tiefeneinstellung nach Vollenuung des Groborschubes beispielsweise bei ob 025 mm festgelegt und das Werkstück ist für den nächsten Schnitt oder Bearbeitungsvorgang vorbereitet.
  • Sobald der Ausgangsdruck des Meßfühlers unter den Pegel ' ab fällt, wird die nachfolgend vorgenommene Tiefeneinstellung auf Feineinstellbewegung umgestellt, d. h. es erfolgt eine Vorschubbewegung von beispielsweise 0>005 mm. Sobald dann das Ausgangssignal des Meßfühlers unter den Pegel B abfällt, ist keine weitere Tieferstellung des Werkzeuges mehr nötig und der Vorschub wird automatisch angehalten.
  • An und für sich würde es genügen, --nur zwei Druckpegeldetektoren, nämlich die Detektoren 28 und 29 zu verwenden, wenn sich das Werkstück stets unter dem Nah-Meßfühler brände, doch praktisch wandert'das Werkstück fortwährend vorwärts und rückwärts unter der Schleifscheibe hinweg und befindet sich nicht ständig unter dem Nah-Meßfühler. Die in Fig. 3 der Zeichnungen gez#eigte logische Schaltung hat daher auch die Aufgabe, ein unerwünschtes Umschalten von der Grobeinstellbewegung zu der Feineinstellbewegung und von der Feineinstellbewegung zum Stillstand zu vermeiden.
  • Bei Annäherung des Werkstückes an den Meßfühler 18 steigt das Meßfühlerausgangssignal an, sobald die Kante lla des Werkstückes 11 (siehe Fig. 3 der Zeichnungen) sich unter dem bießrühler befindet und der erste Druckpegeldetektor 27 wird erregt. Bevor Jedoch das Ausgangssignal des Druckpegeldetektors 27 zu dem UMD-Schaltglied 32 gelangen kann, wird der Druckpegeldetektor 28 erregt, falls das Druckfühlerausgangssignal tatsächlich über dem Pegel B liegt.
  • Ist dies der Fall, so wird der Druckpegeldetektor 28 betätigt, so daß ein Signal auf der Leitung 34 erscheint und das ODER-Schaltglied 50 erregt wird. Gleichzeitig wird das von dem Druckpegeldetektor 28 über die Leitung D3 an das UND-Schaltglied 32 gelieferte Signal beendet. Das von dem UND-Schaltglied 32 über die Leitung 44 abgegebene, einen Vorschubstillstand befehlende Signal tritt also nur auf, wenn der Druckpegeldetektor 27 anspricht, während Jedoch der Druckpegeldetektor 28 nicht betätigt wird.
  • Um dies auch zu verhindern, wenn sich das Werkstück von dem Meßfühler wegbewegt, ist das Verzögerungselement 31 vorgesehen, welches bewirkt, daß das von dem Druckpegeldetektor 27 ausgehende Signal nicht die Zeit findet, durch das Verzögerungselement 51 zu gelangen, bevor der Druckpegeldetektor 27 in seinen anfänglichen Zustand zurückgekehrt ist.
  • Eine ähnliche logische Schaltungsanordnung ist für den Druckpegeldetektor 29 vorgesehen und weist ein entsprechendes Verzögerungselement 41 auf, welches fehlerhafte Signale aufgrund einer Annäherung oder Entfernung des Werkstückes mit Bezug auf den NaJ#-Meßfühler daran hindert, die Ausgangsleitung 42 und damit das dem Feinvorschub zugeordnete bistabile Element 43 zu erreichen.
  • In Fig. 4 der Zeichnungen ist nun eine Form einer zweistufigen Nah-I4eßfühleranordnung gezeigt, innerhalb welcher der dem engen Meßbereich zugeordnete pneumatische Meßfühler 18 vorzugsweise einer Bauart angehört, die bereits oben im Zusammenhang mit Fig. 1A der Zeichnungen erwärmt wurde. Der l;eßfühler 18 ist als doppelt-wirkender Kolben in einem Zylinder gehaltert, der von einer Kammer 50 innerhalb eines Blockes 51 gebildet ist. Zur Zuleitung von Druckluft zu bzw. zur Abführung derselben von den einander gegenüberliegenden Enden der Kammer 50 sind Bohrungen 52 vorgesehen, wobei diese gegenüberliegenden Seiten der Kammer 50 durch einen den Meßfühler umgebenden Kolben-Ringbund 52 voneinander abgeteilt sind.
  • Der für den weiteren Bereich bestimmte Meßfühler ist bei 55 angedeutet und gehört vorzugsweise einer an anderer Stelle vorgeschlagenen Bauart an. Diese Meßfühlerart enthält einen gebräuchlichen pneumatischen Nah-Meßfühler 54 mit einer eingebauten Fühlerfläche, die von einer Scheibe 55 gebildet wird, welch letztere quer zur Mündung des Meßfühlers an einem Stab 56 befestigt ist, welcher vom Inneren des Meßfühlerkörpers her federbelastet ist. An ihrer Außenfläche liegt die Scheibe 55 an einer Lagerkugel 56 an, welche in ein mit dem Körper des meßfühlers verbundenes Gehäuse 57 eingeschlossen ist, aus welchem die Lagerkugel Jedoch in veränderlichem Maße hervorsteht. Während des Meßbetriebes wird die Kugel an eine tatsächlich abzutastende Oberfläche angelegt und die Kugel wird dabei gegen die auf den erwähnten Stab wirkende Federkraft bewegt und verschiebt hierbei die Scheibe 55 in Richtung zum Meßfühler hin. Wirkungsmäßig erfüllen die Kugel und die Scheibe die Funktion eines Vermittlers zwischen dem Meßfülller und der tatsächlich abzutastenden Oberflächeß wcdurch der rießbereich ohne Andelung der üjeßempfindlichkeit erweitert wird.
  • Das Gehäuse 57 ist innerhalb einer weiteren, in dem Block 50 vorgesehenen Kammer 58 in ähnlicher Weise wie der Meßfühler 18 neben diesem gelagert. Zwischen den unteren Enden des Meßfühlers 18 und des Gehäuses 57 einerseits und dem Block 50 andererseits sind flexible Dichtungen 59 vorgesehen.
  • Die Verwendung eines zweistufigen Nah-Meßfühlers in Verbindung mit der erfindungsgemaßen Vorrichtung wurde oben allgemein in der Einleitung zu dieser Beschreibung näher erläutert. Die Verwendung einer solchen Meßfühleranordnung im einzelnen läßt sich am besten anhand von Fig. 5 der Zeichnungen erklKren, in welcher ein zweckmäßiger Zusatz zu der logischen Schaltung nach Fig. 5 der Zeichnungen gezeigt ist, der in diesem Falle zur Anwendung kommt.
  • Der Meßfühler 54 erzeugt ein Ausgangssignal} welches in ähnlicher Weise auf zwei Pegel hin untersucht wird, wie dies für den Meßfühler 18 hinsichtlich der Pegel A und B ausgeführt wurde. Die beiden weiteren Pegel können hier zweckmäßig mit D und E bezeichnet werden und in Fig. 5 sind für entsprechende Teile wie in Fig. 5 auch gleiche Bezugszahlen verwendet, welche jedoch zur Unterscheidung einen hochgestellten Strich tragen. So wird das Ausgangssignal des Meßfühlers 54 über eine Leitung 54b Druckpegeldetektoren 27' und 28' zugeführt, deren Ausgangssignale wiederum in einem Torschaltelement 50T> einem Verzögerungselement 31 Y und einem UND-Schaltglied 32' verarbeitet werden, so daß ein bistabiles Element 45' betätigt wird, wenn der Ausgang des Meßfühlers zwischen den Pegeln D und E liegt, wobei der Pegel E bezogen auf den Ausgangsdruck des Meßfühlers 54 über dem Pegel D liegt.
  • Der Pegel E entspricht einem solchen Abstand zwischen dem Meßfühler 54 und dem Werkstück, daß der Meßfühler 18 ohne Gefahr in seine Arbeitsstellung in einem Abstand von dem Werkstück vorwärtsbewegt werden kann, welcher größer ist als der durch den Pegel C bestimmte Abstand. Ein solches Ausfahren des Meßfühlers 18 wird dann tatsächlich durch Betätigung des bistabilen Elementes 45' erreicht, dessen Ausgang ein Ventil 60 betätigt. Die Betätigung des Ventiles 60 bewirkt, daß mit den Bohrungen 52 nach Fig 4 der Zeichnungen Druckluftleitungen bzw. Entlüftungsleitungen verbunden werden, so daß der Meßfühler 54 aus seiner Arbeitsstellung zurückgezogen wird, während der Meßfühler 18 in die Arbeitsstellung ausgefahren wird. Das bistabile Element 45' wird entweder selbsttätig durch die Maschinentisch- und Vorschubsteuerungen oder aber von Hand zurückgestellt, wenn der Schleifvorgang beendet ist und die Schleifscheibe für eine neue Folge von Bearbeitungsgängen an einem weiteren Werkstück zurückgezogen werden muß.
  • In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, die Stellung des zur Auf spannung des Werkstückes dienenden Maschinentisches mit Bezug auf den pneumatischen Nah-Meßfühler zu überwachen, um Änderungen der Stellung des Maschinentisches zu berücksichtigen, welche sonst bei der Messung der Werkstückdicke zu Fehlern führen würden.
  • Dies ist dadurch zu erreichen, daß ein zusätzlicher Idefühler vorgesehen wird, welcher vorzugsweise die Form eines pneumatischen Nah-Meßfühlers gleicher Empfindlichkeit wie der zur Messung der Werkstückdicke verwendete Meßfühler hat und die Höhe des Maschinentisches überwacht, so daß der Ausgang des Hauptmeßfühlers korrigiert werden kann. In Fig. 6 der Zeichnungen ist eine hierfür geeignete Anordnung dargestellt, welche in derselben Weise das Werkstück 1G, die Maschinentischoberfläche 15 und den Meßfühler 18 wiedergibt. Ferner ist ein zusätzlicher Meßfühler 61 vorgesehen, der mit dem Meßfühler 18 gekoppelt und auf diesen bezogen ist und welcher gegenüber der Maschinentischoberfläche 13 angeordnet ist. Die Meßfühlerausgänge 1E und 61B werden einem Drucksignal-Subtraktionswerk 62 zugeführt, so daß man ein korrigiertes Ausgangssignal erhält, welches dann genauso wie bei der Anordnung nach Fig. 3 der Zeichnungen einer Drucksteuerungsschaltung 49 hoher Impedanz zugeleitet wird.

Claims (16)

  1. Patent ansprüche
    Steuer- bzw. Überwachungsvorrichtung für Werkzeugmaschinen, bei welchen ein Werkzeug gegen eine von diesem zu bearbeitende Werkstückoberfläche in einer Grobeinstellbewegung und einer Feineinstellbewegung vorschiebbar ist, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Nah-Meßfühler (18) zur Erzeugung eines der Werkstückdicke in Werkzeugeinstellrichtung entsprechenden Signales sowie durch eine logische Schaltung (22) zur Untersuchung dieses Signales unter Erzeugung dreier Steuersignale (23, 24, 25)> von denen, jeweils mit Bezug auf eine gewünschte Werkstückdicke, ein erstes Steuersignal (25) die Forderung einer Grobeinstellbewegung, ein zweites Steuersignal (24) die Forderung einer Feineinstellbewegung und ein drittes Steuersignal (25) die Forderung einer Beendigung der Einstellbewegung anzeigt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verzögerungseinrichtungen ()1, 41), mittels welcher die Erzeugung des dritten (25) Steuersignales gegenüber der Erzeugung des zweiten Steuersignales (24) verzögerbar ist, und mittels welcher ferner die Erzeugung des zweiten Steuersignales gegenüber der Erzeugung des ersten Steuersignales (23) verzögerbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (22) zwei in Abhängigkeit von dem Meßfühlerausgangssignal (18b) betätigte, auf bestimmte Pegel ansprechende Detektoren (28, 29), mittels welcher jeweils ein erstes und ein zweites Pegelsignal erzeugbar sind, wenn das Meßfühlerausgangssignal einer, die gewünschte Werkstückdicke innerhalb eines großen Fehlerbereiches bzw. innerhalb eines kleinen Fehlerbereiches übersteigenden Werkstückdicke entspricht, sowie eine Torschaltanordnung (30, 32, 35, 37) enthält, die ein in Abhängigkeit von dem ersten Pegelsignal im Sinne einer Sperrung betätigtes Torschaltelement (v5) zur Durchleitung des zweiten Pegelsignales aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des ersten Pegelsignales dienende Detektor zusätzlich ein zu dem ersten Pegelsignal komplementäres Signal (36) abgibt und daß die genannte Torschaltanordnung (30, 52, 35, 57) ein weiteres Torschaltelement (37) enthält, das in Abhängigkeit von dem genannten komplementoren Signal und dem zweiten Pegelsignal betätigbar ist und das zweite Steuersignal (24) liefert.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 4> dadurch gekennzeichnet, daß der zur Erzeugung des zweiten Pegelsignales dienende Detektor (28) zusätzlich ein zu dem zweiten Pegelsignal komplementäres Signal (33) abgibt und daß die genannte Torschaltanordnung (50, 32, 55, 57) noch ein drittes Torschaltelement (32) enthält, welches in Abhängigkeit von dem zum zweiten Pegelsignal komplementären Signal betätigbar ist und das dritte Steuersignal (25) liefert.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (31, 41) ein erstes Verzögerungselement (41) enthält, welches die Zuführung entweder des zum ersten Pegelsignal komplementären Signales oder des zweiten Pegelsignales zu dem weiteren Torschaltelement ()5) verzögert.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (22) außerdem einen in Abhängigkeit von dem Meßfühlerausgangssignal (18b) betätigten, auf einen dritten Pegel ansprechenden Detektor (27) enthält, welcher ein drittes Pegelsignal erzeugt, wenn das Meßfühlerausgangssignal einer, im Bereich von der gewünschten Werkstückdicke bis zu einer gegenüber dieser wn einen kleinen Fehler geringeren IJerkstückdicke gelegenen Abmessung der Werkstückdicke entspricht und daß die Torschaltanordnung ()0, 32, )5, 37) ein viertes Torschaltelement (50) enthält, welches zur Durchleicung des dritten Pegelsignales dient, jedoch in Abhängigkeit von dem zweiten Pegelsignal (34) im Sinne einer Sperrung betätigbar ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Torschaltelement (32) in Abhängigkeit von dem zum zweiten Pegelsignal (34) komplementären Signal (55) und dem dritten Pegelsignal betätigbar ist und das dritte Steuersignal (25) bildet.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (31, 41) ein zweites Verzögerungselement (31) enthält, welches die Zuführung entweder des zum zweiten Pegelsignal komplementären Signales oder des dritten Pegelsignales zu dem dritten Torschaltelement (32) verzögert.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekemlzeiclmet, daß drei bistabile Elemente (40, 43, 45) vorgesehen sind, die jeweils in Abhängigkeit von dem ersten Pegelsignal (39) bzw. von dem Ausgangssignal des zweiten Torschaltelementes (37) bzw. von dem Ausgangssignal des dritten Torschaltelementes (32) auf vorbestimmte Schaltzustände umstellbar sind und zur Erzeugung des ersten bzw. des zweiten bzw. des dritten Steuersignales dienen.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen weiteren Nah-Meßfühler (54), der ebenfalls ein der Werkstückdicke in Werkzeugvorschub-bzw. -einstellrichtung entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, welcher jedoch gegenüber dem erstgenannten Meßfühler (18) in einem weiteren Bereich betrieben wird, ferner durch eine Meßfühlereinstellvorrichtung (18', 50, 52, 60), mittels welcher der erste Meßfühler von einer zurückgezogenen Stellung in eine Betriebsstellung vorschiebbar ist, sowie durch weitere logische Schaltmittel (Fig. 5), welche zur Untersuchung des Ausgangssignales (54b) des weiteren Meßfühlers dienen und mittels welcher ein viertes Steuersignal (45t) erzeugbar ist, das die Forderung eines Vorschiebens des ersten Meßfühlers anzeigt, wenn die Werkstückdicke um einen im wesentlichen vorbestimmten Wert über der gewünschten Werkstückdicke liegt (Fig. 4 und 5).
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine weitere Meßfühlereinstellvorrichtung (52, 57J 58), mittels welcher der weitere Meßfühler (54) gleichzeitig mit dem Vorschieben des ersten Meßfühlers (18) aus einer zunächst eingenommenen Betriebsstellung zurückziehbar ist (Fig. 4).
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere l~eßfühler (54) ein in einem erweiterterl Bereich betreibbarer pneumatischer f'ieß fühler mit @echanischem Taster (55, 56) ist (Fig. 4).
  14. ;4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Nah-Meßfühler (61) zur Überwachung von Stellungsänderungen der Werkstückaufspannvorrichtung (1)) während der Werkstückbearbeitung sowie Kompensationseinrichtungen (62, 49) zur Kompensation der genannten Stellungsänderungen in dem Ausgangssignal des ersten Meßfühlers (18) vorgesehen sind (Fig. 6).
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Meßfühler (61) von gleicher Bauart wie der erste Meßfßhler (18) und auf diesen abgestimmt ist, so daß beide Meßfühler im wesentlichen gleiche Betriebseigenschaften aufweisen.
  16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15> dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (22) bzw. die logischen Schaltungen die Form strömungsmittelbetriebener logischer Systeme haben.
    L e e r s e i t e
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2453004A1 (fr) * 1979-04-05 1980-10-31 Bernat Sauliere Ets Procede d'usinage d'une polisseuse et machine-outil destinee a mettre en oeuvre ce procede
DE3502659A1 (de) * 1984-02-29 1985-08-29 Müller & Baum GmbH & Co KG, 5768 Sundern Baugeruest
DE3817784A1 (de) * 1988-05-26 1989-11-30 Julius Gmbh Maschinenbau Verfahren zum betreiben einer strehlmaschine sowie strehlmaschine zur durchfuehrung des verfahrens

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