DE1918602A1 - Elektronische Schaltung zur Steuerung der Wirkungsweise von Arbeitsteilen,insbesondere in einer Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ I.-1 η g. H. B E R K E N F E LD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 14. April 1969 Sch// Name d. Anm. The Cincinnati Milling

Machine Co.

Elektronische Schaltung zur Steuerung der Wirkungsweise von Arbeitsteilen, insbesondere in einer Werkzeugmaschine.

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung zur Steuerung der Wirkungsweise von Arbeitsteilen, insbesondere der Drehantriebseinrichtung eines Werkzeugträgers und der Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen einem Werkstückträger und einem vom Werkzeugträger getragenen Werkzeug in einer Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von entsprechenden elektrischen Steuersignalen, welche durch Sensoren erzeugt werden, die zum Abtasten und Erzeugen von Arbeitssignalen angeordnet sind, welche die augenblicklichen Betriebsbedingungen des BearbeitungsVorganges darstellen, wobei die Sensoren wahlweise mit dem Eingang von elektronischen Auswerte- und Berechnungsstromkreisen verbunden sind, um die elektrischen Steuersignale zu erzeugen.

Die amerikanische Patentschrift 3 220 315 beschreibt eine Einrichtung zur Steuerung der Wirkungsweise einer Werkzeugmaschine. Die Erfindung stellt gegenüber dieser Patentschrift eine Verbesserung dar. Gemäß dieser Patentschrift wird das Arbeitssignal, das in Abhängigkeit von den Schneidbedingungen erzeugt wird, dargestellt durch das Verhältnis zwischen der Quadratwurzel der Schneidwerkzeugablenkung und der tangentialen Schneidkraft. Das Arbeitssignal, das auch als ein Rückkopplungssignal bezeichnet werden kann, wird verwendet, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches ein linearer Annäherungswert des Arbeits- oder Rückkopplungssignals ist. Es wurde jedoch gefunden, daß eine verfeinerte Steu-

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erung erzielbar ist, wenn das Steuersignal eine logarithmische
Funktion des Arbeitssignals oder der Arbeitssignale ist.

Während das Ausgangsignal der Steuereinrichtung gemäß der älteren Patentschrift für manche Zwecke zufriedenstellend ist, ist die Erfindung bestrebt, eine verfeinerte Steuerung zu erzielen, um das
Schneidwerkzeug wirksamer verwenden zu können.

Um dieses Ziel zu erreichen, löst die Erfindung das Problem der
Steuerung der Drehung oder der relativen Bewegung zwischen dem
Schneidwerkzeug und dem Werkstückträger durch ein logarithmisches Steuersignal in Abhängigkeit von Arbeitssignalen, welche die augenblicklichen Arbeitsbedingungen darstellen.

Ferner verwendet die Erfindungfriese Arbeitssignale, um ein Signal zu erzeugen, welches die Tatsache anzeigt, daß die wirksame Verwendung des Werkzeuges beendet ist.

Es wurde auch gefunden, daß es für die leistungsfähige Wirkungsweise der Werkzeugmaschine notwendig ist, eine Mindestvorschubgeschwindigkeit zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück vorzusehen.

In Verbindung mit einem GewindesehneidVorgang, insbesondere zum
Schneiden eines Innengewindes, wurde gefunden, daß die Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Wirkungsweise erhöht werden kann,
wenn die Arbeitssignale verwendet werden, um die Drehrichtung des Gewindeschneidwerkzeuges und die Bewegungsrichtung des Werkstücks gleichzeitig umzukehren.

Die oben erwähnte elektronische Schaltung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsstromkreise einen
Funktionsgenerator enthalten, dessen Ausgangssignale logarithmische Funktionen eines oder mehrerer der durch den Sensor erzeugten Arbeitssignale sind, welche einer oder mehreren Eingangsklemmen des logarithmischen Funktionsgenerators zugeführt werden, dessen Ausgang mit wenigstens einem entsprechenden Steuerteil für die Antriebseinrichtungen des.Werkstückträgers bezw. des Werkzeugträgers verbunden ist.

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Ferner entspricht gemäß der Erfindung das Rückkopplungssignal, das zur Erzeugung eines Steuersignals verwendet wird, dem Verhältnis des Produkts aus dem Quadrat der Ablenkung des Schneidwerkzeuges und aus dem Verhältnis zwischen der Steifheit des Schneidwerkzeuges und der Steifheit des Werkstücks zu der tangentialen Schneidkraft.

Das Ausgangs signal, das in Übereinstimmung mit dem Rücltkopplungssignal erzeugt wird, steht in logarithmischer Beziehung zum Rückkopplung ssignal, statt ein linearer Annäherungwert desselben zu sein. Die Erfindung steuert daher die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges und die relative Bewegung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück in Übereinstimmung mit der besonderen Wirkungsweise des Schneidwerkzeuges. Demgemäß sind verschiedene logarithmische Beziehungen zwischen dem Rückkopplungssignal und dem Ausgangssignal vorhanden, welches das Schneidwerkzeug und die relative Bewegung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück steuert. Die Erfindung sieht daher eine verfeinerte Steuerung vor, indem das Signal auf die logarithmische Beziehung zwischen der Lebensdauer des Werkzeuges und der Schneidgeschwindigkeit direkt bezogen ist.

Gemäß der amerikanischen Patentschrift 3 220 315 weist die Steuerung eine Einrichtung auf, welche das Schneidwerkzeug und das Werkstück mit einer ziemlich hohen Geschwindigkeit relativ zueinander bewegt, wenn das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück nicht in Eingriff steht. Diese rasche Bewegung kommt zum Stillstand, sobald eine tangentiale Schneidkraft vorhanden ist.

Gemäß der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß ein die Schneidkraft darstellendes Arbeitssignal von den Sensoren und ein den Axialdruck des Werkzeuges darstellendes Arbeitssignal vom Sensor einem weiteren Steuerteil zugeführt wird, welcher auf die gleichzeitige Abwesenheit des Schneidkraftsignals und des Axialdrucksignals anspricht, um die Vorschubgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung für die relative Bewegung auf eine vorherbestimmte Vorschubgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne RücKsicht auf irgendein Signal vom Steuerteil ier Antriebseinrichtung für die relative Bewegung .
C O/λ

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JSinschiebung zu Seite 3 nach dem ersten Absatz.

Rückkopplungssignal	d2St Ps = Sw ftg	= d
Ablenkung		= St
Steifheit Schneidwerkzeug	= Sw
Steifheit Werkstück	= ftg
Schneidkraft
Formel:

C 79Λ -3a-

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Gemäß der Erfindung kommt daher die rasche Bewegung zum Stillstand, sobald eine Ablenkung des Schneidwerkzeuges oder eine axiale Druckkraft oder eine tangentiale Schneidkraft vorhanden ist. Gemäß der Erfindung ist somit eine empfindlichere Steuerung zur Unterbrechung der raschen Relativbewegung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Werkstück vorgesehen, wenn das Schneidwerkzeug mit dem Werkstück in Eingriff steht.

Gemäß der amerikanischen Patentschrift j5 220 315 wird die Toleranz durch die resultierende Ablenkungskomponente des Schneidwerkzeuges gesteuert. Außerdem wird diese Steuerung bei Schrubb- und Fertigbearbeitungsvorgängen verwendet.

Gemäß der Erfindung wird die resultierende Ablenkung auch beim Schrubben verwendet. Bei einem Pertigbearbeitungsvorgang verwendet die Erfindung jedoch nur die Ablenkungskomponente, die zur bearbeiteten Oberfläche senkrecht steht. Gemäß der Erfindung wird daher eine bessere Fertigbearbeitung der Oberfläche 3?erzielt.

Gemäß der amerikanischen Patentschrift j5 220 j515 ist die relative Vorschubgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück und dem Schneidwerkzeug auf ein Maximum eingestellt, das auf Null abnehmen kann, so daß eine Unterbrechung der relativen Bewegung zwischen dem Werkstück und dem Schneidwerkzeug erfolgt.

Gemäß der"Erfindung ist hingegen ein Mindestvorschubgeschwindigkeitsstromkreis vorgesehen, welcher der Antriebseinrichtung ein Steuersignal #ür die Mindestvorschubgeschwindigkeit zuführt, wenn ein die Schneidkraft darstellendes Antriebssignal vom Steuerteil eine Vorschubgeschwindigkeit erzeugt, die unterhalb eines vorherbestimmten Minimums!iegt.

Gemäß der Erfindung kann daher zusätzlich zu einer maximalen Vorschubgeschwindigkeit auch eine Mindestvorschubgeschwindigkeit erzeugt werden. Die Erfindung ermöglicht somit, daß Begrenzungen der Vorschubgeschwindigkeit gesetzt werden für alle Vorgänge, mit Ausnahme des Gewindeschneidens.

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Gemäß der Erfindung ist ferner ein elektronischer Signalvergleichs- und Anzeigestromkreis vorgesehen, der mit den Sensoren verbunden ist, um zwei Arbeitssignale aufzunehmen und ein das Ende der Lebensdauer des Werkzeuges anzeigendes Signal zu erzeugen, wenn die beiden Arbeitssignale einander gleich sind.

Außerdem ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, bei welcher der Werkzeugträger eine umlaufende Spindel ist, die einen Gewindebohrer für einen GewindesehneidVorgang trägt, insbesondere zum Schneiden eines Innengewindes, während der Werkstückträger ein beweglicher Tisch ist. Diese elektronische Schaltung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator die Spindelantriebseinrichtung in Abhängigkeit von den Schneidzustand darstellenden Arbeitssignalen steuert, daß der Steuerteil für die Tischantriebseinrichtung die 'Vorschubgeschwindigkeit des Tisches in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit der Spindel steuert und daß eine Motorumkehreinrichtung, wie z.B. ein Relais, eingeschaltet ist, um den Sehneidzustand darstellende Arbeitssignale zu empfangen und gleichzeitig die Drehrichtung der Spindel und die Richtung der relativen Bewegung des Werkstückträgertisches und des Werkzeugträgers umzukehren, wenn ein vorherbestimmter Schneidzustand eintritt.

Das Steuersignal, welches die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges und die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück steuert, gibt in der amerikanischen Patentschrift 3 220 315 die U/min des Schneidwerkzeuges an. Gemäß der Erfindung wird durch das Ausgangssignal die Schneidgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges mit 30 cm/min angegeben.

In Anbetracht der Tatsache, daß die Sehneidgeschwindigkeit mit 30 cm/min angegeben wird, ist dieselbe vom Durchmesser des 'Schneidwerkzeuges unabhängig. Die Bedienungsperson einer Maschine, welche eine Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet, braucht daher die verschiedenen, mit 30 cm/min angegebenen Sehneidgeschwindigkeiten nicht in U/min umzuwandeln, indem dieselben entsprechend dem Durchmesser des Schneidwerkzeuges berechnet werden. Die Bedienungsperson kann daher die verschiedenen, mit 30 cm/min angegebenen Schneidgeschwindigkeiten beispielsweise direkt aus C 79/4 -5-

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einem Handbuch entnehmen, statt 1 U/min des Schneidwerkzeuges in Abhängigkeit von dessen Durchmesser berechnen zu müssen.

Nachstehend wird eine beispielsweise Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Werkzeugmaschine, welche die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet,

Pig. 2 im Aufriß, teilweise im Schnitt, einen Umwandler zum Abtasten des Spindeldrehmomentslind eine Einrichtung zum Abtasten des auf die Spindel wirkenden Axialdrucks,

Fig. J im Schnitt einen Umwandler zum Abtasten der Ablenkung der Spindel,

Fig. 4 eine schematische schaubildliche Ansicht der Anordnung verschiedener Dehnungsmesser auf der Spindel des Schneidwerkzeuges,

Fig. 5 ein schematisches Schaltdiagramm des Brückenstromkreises zum Abtasten des Drehmoments der Spindel,

Fig. 6 ein schematisches Schaltdiagramm des Brückenstromkreises zum Abtasten des auf die Spindel wirkenden Axialdrucks. -

Die Figuren 7A - 7E sind ein schematisches Schaltdiagramm der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 8 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Teile des Schaltdiagramms den Figuren 7A - 7E, die benützt werden, wenn das Schneidwerkzeug für einen Fräs-, Bohroder Drehvorgang verwendet wird,

Fig. 9 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Teile des Schaltdiagramms gemäß den Figuren JA-JE, die benützt

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werden, wenn das Schneidwerkzeug für einen Vorgang des Bohrens, Oberflächenfräsen oder Versenkens verwendet wird,

"Fig. 10 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Teile des Schaltdiagramms gemäß den Figuren JA-JE, die benützt werden, wenn das Schneidwerkzeug für einen Gewindeschnei dvor gang verwendet wird,

Fig. 1 i zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Teile des Schaltdiagramms gemäß den Figuren 7A-7E, die benützt werden, wenn das Schneidwerkzeug für einen Aufreibvorgang verwendet wird.

In Fig. 1 ist eine Fräsmaschine dargestellt, bei welcher die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Die Fräsmaschine kann eine vereinfachte Form aufweisen, welche die Normalausführung darstellt, z.B. eine Ständerfräsmaschine, die in der nachstehRend beschriebenen Weise abgeändert ist.

Die Fräsmaschine weist einen Ständer 10 auf, in welchem eine drehbare Spindel 11 gelagert ist. Das vordere Ende der Spindel 11 ragt aus dem Ständer 10nach außen und ist in üblicher Weise geformt, um durch einen Halter ein Schneidwerkzeug 12, z.B. einen Fräser, aufzunehmen und festzuhalten. Wenn das Schneidwerkzeug 12 mit der Spindel 11 verdreht und mit einem Werkstück 14 in Berührung gebracht wird, wird das Schneidwerkzeug 12 bei einem Fräsvorgang Material vom Werkstück 14 entfernen.

Bei dem dargestellten Beispiel ist die Spindel 11 an einer ortsfesten Stelle drehbar und das Werkstück 14 wird in Berührung mit dem Schneidwerkzeug 12 bewegt, um die Vorschubbewegung zu erhalten. Selbstverständlich kann auch das Werkstück 14 an einer ortsfesten Stelle befinden und das Schneidve^kzeug 12 kann in Berührung mit dem Werkstück 14 bewegt werden.

Das Werkstück 14 wird in einer Aufspanneinrichtung 15 festgehalten, die auf einem Maschinentisch 16 befestigt ist. Der Tisch 16 ist auf einem Schlitten 17 verschiebbar angeordnet, der Längs-C 79/4 ■ . -7-

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führungen 18 aufweist, längs welcher der Tisch 16 bei Erregung eines Motors 19 beweglich ist.

Der Motor 19 ist vorzugsweise ein hydraulischer Motor, der ein konstantes Ausgangsdrehmoment, aber eine veränderliche Arbeitsgeschwindigkeit aufweist. Der Motor 19 kann jedoch auch von irgendeiner anderen Art sein.

Der Motor 19 ist mit dem Tisch 16 verbunden, um denselben durch ein Zahnradgetriebe zu bewegen. Das Zahnradgetriebe besteht aus einem Zahnrad 20 auf der Welle des Motors 19 und aus einer Zahnstange 21 auf der Unterseite des Tisches 16.

Die Spindel 11 wird durch einen Motor 22 mit konstantem Drehmoment und veränderlicher Drehzahl angetrieben. Der Spindelmotor 22 ist vorzugsweise ein Wechselstrommotor. Der Motor 22 ist durch ein Zahnradgetriebe 2j5 mit der Spindel 11 verbunden, um ein vorherbestimmtes Antriebsverhältnis zwischen dem Motor 22 und der Spindel 11 zu erhalten. Das Zahnradgetriebe enthält eine (nicht dargestellte) Übertragung, so daß verschiedene vorherbestimmte Antriebsverhältnisse zwischen dem Moetor 22 und der Spindel 11 ausgewählt werden können.

Rund um das vordere Ende der Spindel 11 sind vier Sensoren 24, die Umwandlerelemente sind, in einem Abstand von 90 voneinander angeordnet. Ein Paar von diametral gegenüberliegenden Sensoren 24 liefert ein Signal, welches die Ablenkung der Spindel 11 in einer von zwei Koordinatenachsen anzeigt, während das andere Paar der Sensoren 24 ein Signal liefert, welches die Ablenkung in der anderen der beiden Koordinatenachsen anzeigt. Da die Sensoren 24 somit Signale liefern, welche die Ablenkung des Endes der Spindel 11 in zwei Koordinatenrichtungen anzeigen, kann die resultierende Ablenkung der Spindel 11 festgestellt werden. Die Ablenkung der Spindel 11, auf welcher das Schneidwerkzeug 12 mittels des Halters befestigt ist, ist proportional zur Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12.

Jeder der Sensoren 24 1st mit dem anderen identisch. Wie Pig. J zeigt, ist einer der Sensoren 24 mit einem Block 25 versehen, C 79/4 -8-

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der angrenzend an die Spindel 11 am Ständer 10 befestigt werden kann.

Vom Block 25 erstreckt sich ein Auslegerarm 26 nach außen, der im rechten Winkel zu demselben an dem vom Block 25 abgekehrten Ende einen Bügel 27 trägt. Mit dem Bügel 27 ist eine axiale Schraube 28 fest verbunden. Die Schraube 28 trägt ein vorbelastetes Wälzrollenlager 29. Der äußere Laufring des Rollenlagers 29 kann mit einem ringförmigen Bund (Fig. 1) in Eingriff kommen und auf demselben abrollen. Der Bund ^O ist auf der Spindel 11 befestigt und wird auf derselben geschliffen, so daß der Bund zu der Welle genau konzentrisch ist.

Mit dem Auslegerarm 26 ist auf jeder Seite desselben ein Dehnungsmesser 51 fest verbunden. Der Dehnungsmesser 3I kann von irgendeiner bekannten Art sein, die ein elektrisches Sjgial erzeugt infolge einer geringfügigen Änderung der Abmessung der Oberfläche, auf welcher der Dehnungsmesser angeordnet ist.

Da die Sensoren 24 auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Spindel 11 und.die Dehnungsmesser 31 auf gegenüberliegenden Seiten jedes der Sensoren befestigt sind, wird ein System erhalten, in welchem die Signale, die von der thermischen Ausdehnung der Sensoren 24, der Spindel 11 und des Bundes J>0 herrühren, sich selbst aufheben. Wenn daher die Dehnungsmesser 3I der Sensoren 24 in den üblichen Brückenstromkreis eingeschaltet sind, ist das resultierende Signal nur von der Ablenkung der Spindel 11 abhängig, die durch den SehneidVorgang erzeugt wird.

Selbstverständlich können auch andere Arten von Sensoren verwendet werden, um Signale zu erzeugen, welche die Ablenkung der Spindel 11 oder des Schneidwerkzeuges anzeigen. Beispiele solcher Sensoren sind Kapazitätsonden, pneumatische Spaltmessungseinrichtungen und linear veränderliche Differentialumformersonden.

Die Maschine enthält auch eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals, das zur Drehmomentsbelastung der Spindel 11 während des Sehneidvorganges proportional ist. Da die Drehmomentsbelastung C 79/4 -9-

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der Spindel 11 sich aus dem Verwinden der Spindel ergibt, das durch den Widerstand des Motors 22 gegen die Drehung der Spndel 11 infolge der auf das Schneidwerkzeug 12 einwirkenden tangentialen Schneidkraft bewirkt wird, ist das Signal der Drehmomentmeßeinrichtung zur tangentialen Schneidkraft direkt proportional und für dieselbe represäntativ. Das.Signal ist entsprechend dem Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 bemessen, da der Durchmesser an dieser Stelle in dem Signal enthalten ist.

In Pig. 2 ist ein Umwandler 32 zum Erzeugen eines Signals dargestellt, das zur Drehmomentbeiastung der Spindel 11 während des Schneidens proportional ist. Der Umwandler enthält zwei Abstandsringe 33* die auf der Spindel 11 an in axialer Richtung im Abstand voneinander liegenden Stellen befestigt sind. Ein Drehwiderstandsrohr ~5K ist zwischen den Ringen 33 angeordnet und wird durch zwei Klemmringe 35 und 36 an seinem Platz gehalten.

Auf dem Drehwiderstandsrohr 34 sind vier Dehnungsmesser 37-40

ο befestigt, die rund um die Spindel 11 in einem Abstand von 90 voneinander liegen. Wie Fig. 4 zeigt, ist jeder der Dehnungsmesser 37-40 unter einem Winkel von 45 zu einer Ebene ang?""dnet, welche die Längsachse der Spindel 11 enthält. Die Schaltung der Dehnungsmesser 37-40 ist in Fig. 5 gezeigt. Wenn die Dehnungsmesser 37 und 39 verlängert werden, werden die Dehnungsmesser 38 und 40 verkürzt, so daß das Ausgangssignal der Wheatstone-Brücke zum Drehmoment der Spindel 11 proportional ist.

Eine Isolierschicht ,41, die auf das Drehwiderstandsrohr 3^ und die Dehnungsmesser 37 -40 aufgebracht ist, trägt vier Kollektorringe 42-45, die oberhalb der Isolierschicht 41 angeordnet sind. Jeder der Kollektorringe 42-45 ist mit einem der vier Eckpunkte des Wheatstone-Brückenstromkreises gemäß Fig. 5 verbunden.

Angrenzend an jedes Ende des Drehwiderstandsrohres 34 sind Lager 46 und 47 befestigt. Die Lager 46 und 47 sind zwischen den Enden der Isolierschicht 41 und den Klemmringen 35, 36 angeordnet. Die Lager 46 und 47 tragen ein Bürstengehäuse 48, das im Ständer 10 ortsfest angeordnet werden kann, wie Fig. 1 schematisch zeigt. Die Spindel 11 und das Drehwiderstandsrohr 34 sind relativ zum C 79/4 -10-

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BAD

Gehäuse 48 gemeinsam drehbar.

Das Bürstengehäuse 48 ist mit Bürstenhaltern 49-52 versehen. Jeder der Bürstenhalter 49-52 trägt eine Kollektorbürste, die mit einem der Ringe 42-45 in gleitender elektrischer Berührung steht. Die Bürsten wirken daher mit den Ringen 42-45 zusammen, um elektrische Signale von den Dehnungsmessern 37-40 auf den Steuerstromkreis der Figuren 7A-7E zu übertragen.

Selbstverständlich kann an Stelle der vorstehend beschriebenen Einrichtung eine andere entsprechende Einrichtung zum Erzeugen des Signals verwendet werden, das die Drehmomentbelastung der Spindel 11 darstellt. Beispielsweise können ein Paar Synchronauflöser oder eine photoelektrische Einrichtung mit einer drehbaren Scheibe verwendet werden.

Die Maschine enthält auch eine Einrichtung zum Messen des auf die Spindel 11 einwirkenden Axialdrucks. Da die Spindel 11 das Schneidwerkzeug 12 trägt, ist der auf die Spindel 1 ι einwirkende Axialdruck zu dem auf das Schneidwerkzeug 12 einwirkenden Axialdruck proportional.

Die Einrichtung zum Messen des auf die Spindel 11 einwirkenden Axialdrucks enthält ein Paar Dehnungsmesser 53 und 54 von entgegengesetzter Leitfähigkeit, die auf der Spindel 11 angeordnet sind. Der Dehnungsmesser 53 besteht daher aus einem P-Halbleiter und der Dehnungsmesser 54 aus einem N-Halbleiter. Die Sptidel 11 trägt ein zweites Paar von Dehnungsmessern 55 und 56 (Fig. 4), die diametral zu den Dehnungsmessern 53 und 54 angeordnet sind. Ebenso wie bei den Dehnungsmessern 53, 54 besteht der Dehnungsmesser 55 aus einem P-Halbleiter und der Dehnungsmesser 56 aus einem N-Halbleiter.

Bei Einschaltung der vier Dehnungsmesser 53-56 in einen Brückenstromkreis, der in bekannter Weise durch die in Fig. 6 gezeigte Wheatstone-Brücke gebildet wird, heben die von Biege- und Torsinnsbeanspruchungen herrührenden Signale einander auf. Ebenso werden durch Anordnung der Dehnungsmesser 53, 54 und der Dehnungsmesser 55, 56 auf diametral gegaüberliegenden Seiten der C 79/4 -11

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Spindel 11, wobei jedes Paar Dehnungsmesser von entgegengesetzter Polarität, aber gleichem Meßfaktor ist, irgendwelche unerwünschte axiale thermische Ausdehnungseffekte wirksam aufgehoben. Das Signal, das sich aus den vier Dehnungsmessern 55-56 ergibt, ist demgemäß nur von dem auf die Spindel 11 einwirkenden Axialdruck abhängig.

Da die Dehnungsmesser 53 und 55 positive Meßfaktoren aufweisen, nimmt ihr Widerstand zu, wenn sie ausgedehnt werden. Da die Dehnungsmesser 5^ und 56 negative Meßfaktoren aufweisen, nimmt ihr Widerstand ab, wenn sie ausgedehnt werden. Wenn daher die Dehnungsmesser 53-56 in der in Pig. 6 gezeigten Weise verbunden sind, wirken dieselben zusammen, um ein verstärktes Signal des auf die Spindel 11 einwirkenden Axialdrucks zu erzeugen.

Selbstverständlich kann an Stelle der vorstehend beschriebenen Anordnung irgendeine andere Einrichtung zum Messen des auf die Spindel einwirkenden Axialdrucks verwendet werden. Beispiele solcher anderer Einrichtungen sind auf einem Tisch angeordnete Dynamometer.

In den Figuren 7A-7E ist der Stromkreis der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, welche die Drehzahl des Spindelmotors 22 und des Vorschubmotors 19 steuert. Der Steuerstromkreis enthält einen Exponentialfunktions-Generatorstromkreis 70 (Pig· 7E). Der Stromkreis 70 enthält mehrere Gleichstrom-Differentialverstärker 71-76 und mehrere entsprechende PL1-N Transdioden 77-80.

Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 ist das Ausgangssignal des Verstärkers 7I, welcher mit dem Spindelmotor 22 durch eine Leitung 81, eine Zener-Diode 82 (Pig. 7A) und einem statischen Frequenzwandler 83 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Verstärkers 71 stellt das Schneidgeschwindigkeitsverhältnis V/V _ov dar.

IJIcLX

Das Verhältnis V/V wird durch den Stromkreis 70 nach der Gleichung

C 79Λ ' -12-

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ORIGINAL INSPECTED

max " ~ max

erzeugt. Die Eingangssignale des Stromkreises 70 werden den Transdioden 78, 79 und 80 zugeführt.

In der Gleichung gedeutet V die dem Stromkreis 70 zugeführte gewünschte Schneidgesehwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12, die mit 30 cm/min für den besonderen Schneidzustand angegeben ist, der in diesem besonderen Fall eintritt. V ist die mit 30 cm/min angegebene maximale Schneidgesehwindigkeit, mit welcher das Schneidweiizeug 12 arbeiten soll. Die maximale Schneidgesehwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 ist von verschiedenen V Veränderlichen abhängig. Das Zahnradgetriebe 2~$ ist annähernd so eingestellt, daß V wenigstens gleich zwei V* ist, wobei V* eine empfohlene Schneidgesehwindigkeit ist, die aus einem Handbuch oder nach einem früheren Schneidvorgang ausgewählt wird, welcher mit der gleichen Art des Schneidwerkzeuges wie das Schneidwerkzeug 12 und mit einem Werkstück aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 ausgeführt wurde.

Das Eingangssignal der Transdiode 78 beträgt 10 V*/V _Q und wird

max

durch Betätigung einer Grunddrehzahl/Wählscheibe 84 zugeführt, bis das richtige V* auf einem Meßgerät 85 (Fig. 7A) erscheint, welches die Grundschneidgesehwindigkeit V* anzeigt. Die Wählscheibe 84 ist mechanisch verbunden (wie durch die unterbrochene Linie 84 * angedeutet ist), um den Eingang zum Meßgerät 85 über einen veränderlichen Widerstand 86 einzustellen.

Die Grunddrehzahl/Wählscheibe 84 bemißt die Ausgangsspannung einer Gleichstromquelle 87 (Fig. 7E) über ein Potentiometer 88 in Übereinstimmung mit der Schneidgesehwindigkeit V*. Das die Schneidgesehwindigkeit V* durch Bewegung der Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 vergrößert wird, wird der Transdiode 78 ein stärkeres Signal zugeführt, wenn der Arm des Potentiometers 88 gegen die Gleichstromquelle 87 bewegt wird.

b/a Das Eingangssignal der Transdiode 79 ist das Produkt von (T*) ' und des Zählers von X*/X. Das Eingangssignal der Transdiode 80 ist C 79Λ -1>

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das Produkt von (t + 6OB/C )^b'^a und des Nenners von X*/X. X ist der Schneidparameter, der während des SehneidVorganges gemessen wird. X gibt die relative Bearbeitbarkeit des Werkstückes 14 an, wie Härte, Werkstoffgröße und Werkzeugabnützung. Die wechselseitige Steifheit zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 verändert sich während eines Schneidvorganges und von Stück zu Stück. Außerdem ist 'die Form von X für verschiedene Vorgärg e vollständig verschieden, wie z.B. Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden und Ausreiben.

X» ist der Wert des Sehneidparamters, der von einem früheren SehneidVorgang eines anderen Werkstücks aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 mit einem anderen Schneidwerkzeug, das dem Schneidwerkzeug 12 ähnlich ist, und mit der Schneidgeschwindigkeit V* aufgezeichnet wurde. T* ist die Lebensdauer des Werkzeuges in Minuten, die sich aus dem Schneidvorgang ergab, bei welchem Vat und T* aufgezeichnet wurden.

Der Exponent b ist der Exponent in dem bekannten Gesetz des Metallschneidens von Taylor, bei welchem VT gleich einer Konstanten ist. Die Größe des Exponenten b ändert sich und ist von dem Schneidwerkzeug abhängig. Beispielsweise ist b gleich 0,2 für schnell laufende Stahlfräser, gleich O,j5 für Karbidfräser und gleich 0,4 gür Schneidzähne aus keramischem Material.

Der Exponent a ist ein empirischer Exponent, der sich auf die Schneidparameter bezieht und für jede Art des Vorganges verschieden ist. Beispielsweise ist der Exponent a gleich 0,7 für das Fräsen und verringert sich auf 0,6 für das Drehen und Bohren. Der Exponent a verringert sich weiter auf 0,5 für das Bohren, Gewindeschneiden und Ausreiben. Selbstverständlich sind dies nur allgemeine Beispiele der Werte des Exponenten a, der von den angegebenen Werten etwas abweichen kann. Die Beziehung von Groß zu Klein hinsichtlich des Wertes des Exponenten a besteht jedoch in der angegebenen Weise.

t ist die durchschnittliche Werkzeugwechselzeit der Maschine.

B gibt die Wertminderung und die Nachschleifkosten des Schneidwerkzeuges 12 für die Lebensdauer desselben an. C gibt die stund-C 79/4 -14-

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liehe Arbeitszeit, die allgemeinen Unkosten und die Beschickungsgeschwindigkeitskosten der Maschine an.

Maschine, die zum Fräsen, Bohren und Drehen verwendet wird.

Der Parameter X* ist ein festgesetzter Wert, welcher der Spitzenablenkung d* des Schneidwerkzeuges entspricht, welche während des Schneidvorganges auftritt, bei welchen Xx, T* und V* aufgezeichnet wurden mit einem Werkstück aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 und einem Schneidwerkzeug wie das Schneidwerkzeug 12. Obwohl der Parameter X* eine Konstante ist, erzeugt die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung den Zähler und Nenner von Xar/X, so daß eine einzige Veränderliche im Zähler des Verhältnisses und eine einzige Veränderliche im Nenner des Verhältnisses ist. Für die Vorgänge des Fräsens, Bohrens und Drehens ergibt sich ' für X*/X die folgende Gleichung:

dap	(2	>3pc	1	T	00)
0,030	R	dmax
max	<dx	+ d5	) 100

Die Zahl 2,5 kann sich in Abhängigkeit von dem Vorgang verändern. Diese Zahl wird in den Stromkreis gemäß Fig. 7E durch einen Trimmer 121 (Fig. 7C) eingeführt. Obwohl F während des Schneid-Vorganges eine Veränderliche ist und zu dem Parameter X in Beziehung steht, wird das Verhältnis X-Teil des Zählers von Xi/X erscheint.

Ziehung steht, wird das Verhältnis Xx/X so erzeugt, daß F als

F ist die Spitzenscheidkraft, die zur Drehung des Schneidwerkzeuges 12 und/oder des Werkstücks 14 tangential ist. R ist die Steifheit zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 14. d ist die kleinere Toleranz (in Vielfachen von 0,025 mm), die für den BearbeitungsVorgang oder die begrenzende Ablenkung des aus Werkzeug, Maschine und Werkstück bestehenden Systems erwünscht ist. d ist die Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 relativ zum C 79A -15-

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Werkstück 14 in der χ-Koordinatenrichtung, während d die Ablen-

«y kung des Schneidwerkzeuges 12 relativ zum Werkstück 14 in der

y-Koordinatenrichtung ist.

Demgemäß ist das Eingangssignal der Transdiode 80 der veränderliche Nenner von X*/X, der mit (t + 6OB/C) ^b'^a durch Betätigung einer Festkosten-Wählscheibe 89 (Pig. 7C) bemessen und durch eine Leitung 89* zugeführt wird. Während eines besonderen Schneidvorganges wird die Stellung· der Pestkosten-Wählscheibe 89 nicht verändert, sobald sie einmal eingestellt ist. Wenn jedoch andere Arten von Vorgängen auszuführen sind, muß die Pestkosten-Wählscheibe 89 wieder eingestellt werden, da sich einige Paktoren verändern.

Das Eingangssignal der Transdiode 79 (Pig· 7E) ist der veränderliche Zähler von X*/X, der mit (T*) ^a durch eine Wählscheibe (Pig. 7C) für die Grundlebensdauer des Werkzeuges bemessen und durch eine Leitung 9O¹ zugeführt wird. Sobald die Scheibe 90 eingestellt ist, wird ihre Stellung nicht verändert, bis eine andere Art des Vorganges auszuführen oder eine andere Art des Materials zu bearbeiten ist. Solange die gleiche Art des Werkstücks bei der gleichen Art des Vorgangs zu bearbeiten ist, wird die Stellung der Scheibe 90nicht verändert, sobald dieselbe einmal eingestellt ist.

Damit der Stromkreis 70 das gewünschte Ausgangssignal des Verstärkers 71 erzeugt, ist es notwendig, den Wert der Widerstände 91 und 92 (Pig. 7E) durch eine Exponenten-Wählscheibe 93 einzustellen. Der Wert des Exponenten a der Gleichung, welche V/V „,,

erzeugt, ist daher für jede Art des Vorganges verschieden. Es ist somit erforderlich, die Exponenten-Wählscheibe 93 für die besondere Art des Vorganges entsprechend einzustellen, der von der Maschine ausgeführt wird, welche die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verwendet.

Bei Verwendung des Stromkreises 70 erzeugt der Ausgang des Verstärkers 71 ein Signal, das gleich V/V · ist. Das Ausgangssig-

max

nal des Verstärkers 71 wird über die Leitung 81 und die Zener-Diode 82 dem statischen Frequenzwandler 83 zugeführt. Das Aus-C 97/4 -16-

909847/QSQ9

'!918602

gangssignal wird jedoch durch ein Potentiometer 9^ (Pig. 7A) bemessen, welches die Leitung 81 mit der Zener-Diode 82 verbindet. Der Wert des Potentiometers 9 4· wird durch Einstellung einer Maximaldrehzahl-Wählscheibe 95 bestimmt. Der Bemessungsfaktor, der durch die Maximaldrehzahl-Wählscheibe 95 eingeführt wird, ist N,* /N¹, worin N_mov die U/min des Schneidwerkzeuges 12 ist,- wel-

ehe V entspricht, und N¹ die maximale U/min des Schneidwerkmax

zeuges 12 ist, welche mit der für das Zahnradgetriebe 23 ausgewählten Übersetzung erzielbar ist.

Eine Zener-Diode 96 begrenzt den Maximalwert des dem statischen Frequenzwanier 8j5 zugeführten Signals, während die Zener-Diode

82 den Mindestwert des dem Frequenzwandler &J> zugeführten Signals begrenzt. Demgemäß ist das dem statischen Frequenzwandler

83 vom Verstärker 7I zugeführte und durch das Potentiometer 84 modifizierte Signal das Verhältnis N/N^T der für das Schneidwerkzeug gewünschten U/min (N) zu der maximalen U/min (N'), die mit

»
der ausgewählten Übersetzung erzielbar ist.

Der statische Frequenzwandler 83 stellt daher die Drehzahl der Spindel 11 proportional zu dem zugeführten Steuersignal ein. Selbstverständlich ist die Maximaldrehzahl-Wählscheibe 95 nicht einstellbar, nachdem ein besonderer Vorgang begonnen hat.

Ein Tachometergenerator 97 ist mit der Spindel 11 mechanisch verbunden. Die Drehzahl N der Spindel 11 (N stellt auch die Drehazahl des Schneidwerkzeuges 12 dar, das dasselbe mit der Spindel 11 direkt verbunden ist) wird daher auf den Tachometergenerator 97 übertragen, so daß derselbe ein Ausgangssignal von 10 N/N' Volt liefert. Dadurch wird das Verhältnis der U/min der Spindel 11 (N) zu der maximalen U/min angegeben, die mit der Spindel 11 infolge der maximal verfügbaren Übersetzung erzielbar ist (N' ·>

max) ·

Das Ausgangssignal des Tachometergenerators 97 wird über eine Leitung 98 einem Potentiometer 99 zugeführt. Der Arm des Potentiometers 99 wird durch eine Durchmesser-Wählscheibe 100 (Fig. 7C) eingestellt, die mit dem Arm des Potentiometers 99 mechanisch verbunden ist (die mechanische Verbindung ist durch die unterbrochene Linie 100' angedeutet). Das Ausgangssignal des Tachometer-C 79/4 -17-

9098^7/0509

'!918602

Generators 97 wird nach dem Verhältnis des Durchmesser D des Schneidwerkzeuges 12 zu dem Maximaldurchmesser D_mo„. des Schneid-Werkzeuges, für den die Maschine ausgebildet ist, durch Einstellung des Armes des Potentiomters 99 mittels der Durchmesser-Wählscheibe 100 bemessen.

Ein Zeiger 101 eines Meßgeräts 102 ist entsprechend dem Signal des Potentiometers 99 eingestellt. Der Zeiger 101 zeigt die Schneidgeschwindigkeit V des Schneidwerkzeuges 12 an, die auf dem Meßgerät 102 mit J>0 cm/min angegeben wird.

Das Signal des Potentiometers 99 wird auch auf den veränderlichen Widerstand 86 übertragen. Dieses Signal des Potentiometers 99 wird am veränderlichen Widerstand 86 verwendet, wenn die Bedienungsperson auf dem Meßgerät 85 durch Einstellung der Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 die Schneidgeschwindigkeit V* einstellt. ·

Um auf dem Meßgerät 85 die empfohlene Schneidgeschwindigkeit 3Γ* einzustellen, muß die Bedienungsperson zuerst die Durchmesser-Wählscheibe 100 (Fig. 7C) entsprechend dem Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 einstellen. Die Übersetzung des Zahnradgetriebes 2J wird dann in dem Bereich eingestellt, in dem dasselbe arbeiten soll. Wenn der Motor 22 in dem ausgewählten Bereich mit der maximalen Drehzahl angetrieben wird, erscheint die maximale Schneidgeschwindigkeit auf dem Schneidgeschwindigkeitsmesser 102 (Fig.7A), Dann wird die Einstellung der Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 vorgenommen, bis die empfohlene Schneidgeschwindigkeit V* auf dem Meßgerät 85 für die GrundSchneidgeschwindigkeit erscheint. Zu diesem Zeitpunkt empfängt die Transdiode 78 das gewünschte Eingangssignal von 10 V*/V _v Volt.

Das Signal des Tachometer-Generators 97 wird auch verwendet, um die Drehzahl des Motors I9 zu steuern, wodurch die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 geregelt wird. Das Signal des Tacho meter-Generators 97 wird über eine Leitung I03 zugeführt, um die Tätigkeit des Motors I9 zu steuern.

Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 wird daher verwendet, um sowohl die Schneidgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 als C 79/4 -1--

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auch die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 relativ zum Schneidwerkzeug 12 zu steuern. Die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung bewirkt daher gleichzeitig die Steuerung sowohl des Schneidwerkzeuges als auch der relativen Bewegung zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 14.

Das Eingangssignal der Transdiode 79 enthält den Zähler von während das Eingangssignal der Transdiode 80 den Nenner von enthält. Wenn eine Vorgangs-Wählscheibe 104 (Fig. 7C) für einen Präs-, Bohr- oder Drehvorgang eingestellt wird, wird der Zähler von Xat/X von einer Leitung 105 über einen Schalter 106 der Transr diode 79 durch die Leitung 90* zugeführt, während der Nenner von X*/X von einer Leitung 107 und einem Potentiometer 108 über einen Schalter 109 der Transdiode 80 durch die Leitung 89* zugefhrt wird. Die Schalter 106 und 109 sind mit der Vorgangs-Wählscheibe 104 mechanisch verbunden zwecks gemeinsamer Bewegung durch die Scheibe 104. .

Der Zähler von X*/X ist d* (2,3 P₀ 100)

Dieses Signal wird auf der Leitung 105 erzeugt.

Der Nenner von Xar/X,welcher der Transdiode 80 zugeführt wird, ist

(a/ + y²) loo

Dieses Signal wird der Transdiode 80 vom Arm des Potentiometers 108 zugeführt, das mit der Leitung,107 verbunden ist.

Der Zähle r von X*/X, welcher der Transdiode 79 zugeführt wird, enthält die Veränderliche F . Da diese tangentiale Schneidkraft gleich iac dem Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 geteilt durch den Halbmesser des Schneidwerkzeuges 12, ist leisht zu erkennen, daß die Veränderliche das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 ist

C 79/4 -19-

9098^7/0509

Da das Schneidwerkzeug 12 durch den Halter auf der Spindel 11 befestigt ist, kann das Drehmoment der Spindel 11 als das veränderliche Drehmoment verwendet werden.

Das Drehmoment der Spindel 11 wird demgemäß durch die Spindeldrehmoment-Sensoreinheit oder den Umwandler 32 gemessen. Die Spindeldrehmoment-Sensoreinheit umfaßt den Brückenstromkreis, der die Dehnungsmesser 37-^0 enthält, und ist mit der Spindel 11 mechanisch verbunden. Diese mechanische Verbindung wird durch die unterbrochene Linie 110 in Pig. 7A angedeutet.

Ein Wechselstromsignal mit einer vorherbestimmten Frequenz und Phase wird den Dehnungsmessern 37-40 der Spindeldrehmoment-Sensoreinheit 32 durch Eingangskontakte 110a und 110b (Fig. 5) von einem Oszillator 111 zugeführt, der durch eine Gleichstromquelle 112 erregt wird. Die Dehnungsmesser 37-40 führen ein Wechselstromsignal, das von der durch das Drehmoment der Spindel 11 bewirkten Dehnung abhängig ist, über Ausgangskontakte 112a und 112b (Fig. 5) einem Verstärker 113 zu. Der Verstärker 113 ist ein üblicher Wechselstromverstärker, der ein Verstärkungseinstellungs-Potentiometer 114 und eine Nullausgleichseinstellung 115 aufweist.

Der Ausgang des Verstärkers 113 ist mit einem Demodulator 116 verbunden, der ein Detektor-und Demodulatorstromkreis von üblicher und bekannter Art ist, welcher ein Wechselstrom-Eingangssignal empfängt und ein Gleichstrom-Ausgangssignal erzeugt, das zu der Amplitude des Wechselstrom-Eingangssignals direkt proportional ist. Der Demodulator 116 empfängt auch ein Bezugs-Wechselstromsignal vom Oszillator 111.

Der Verstärker 113 wird durch Einstellung der Nullausgleichseinstellung 115 eingestellt, so daß das Ausgangs signal des Demodulators 116 ga?e Null ist, wenn auf de]i Spindel 11 kein Drehmoment einwirkt. Das Potentiometer 114 ist derart eingestellt, daß vom Demodulator 116 als Ausgangssignal ein maximales Signal erhalten wird, wenn die Spindel 11 dem maximalen Drehmoment unterworfen ist.

C 79/4 -20-

909847/Q509

Da das Ausgangssignal des Demodulators 116 gleich 10 M/M Volt

max

ist, worin M das Drehmoment der Spindel 11 und M die maximale Spindeldrehmomentskapazität der Maschine ist, wenn sich das Zahnradgetriebe 25 im niedrigsten Übersetzungsbereich befindet, beträgt das maximale Ausgangssignal des Demodulators 116 10 Volt. Dies ist der Fall, wenn M gleich M_mov ist.

IHcIX

Das Ausgangssignal des Demodulators 116 wird einem Punktionsverstärker 117 (Fig. 7C), der ein Gleichstromverstärker ist, über eine Leitung 116* und durch ein Potentiometer 118 zugeführt, in welchem das Ausgangssignal des Demodulators II6 durch R₀ /R be-

max

messen wird. Das Signal R_„ /R wird durch Einstellung des Armes

max

des Potentiometers 118 mittels einer Steifheits-Wählscheibe 119 zugeführt.

R ist die Steifheit zwischen dem Schneidwerkzeug 1 2 und dem Werk&üek 14. R ist die maximale radiale Steifheit, die auf der Maschine für ein kurzes steifes Schneidwerkzeug erzielbar ist.

Das Eingangssignal des PunktionsVerstärkers 117 wird durch ein Potentiometer 120 bemessen. Der Arm des Potentiometers 120 wird durch eine Trimmerscheibe 121 (Pig. 7C) eingestellt. Die Trimmerscheibe 121 stellt den Arm des Potentiometers 120 so ein, daß das Eingangssignal des Verstärkers II7 durch 4,6 M

max

bemessen wird. Jeder der Werte M ,R und D ist leicht

max max max

erhältlich. Die Trimmerscheibe 121 kann daher richtig eingestellt werden.

Der Punktionsverstärker II7 erzeugt ein Ausgangssignal, das gleich ist dem Produkt aus dem Eingangssignal und aus dem Verhältnis des Widerstandes des Potentiometers 120 (das zum Verstärker 117 parallel ist) zum Widerstand des Potentiometers II8. Das Ausgangssignal des Verstärkers II7 entspricht dem negativen Eingangssignal. Punktionsverstärker dieser Art sind bei den Analogrechnern bekannt und eine Beschreibung deraeLben ist in dem Buch "Electronic Analog Computers" von G.A. Horn und T.M. Horn, Verlag McGraw-Hill, erste Auflage 1952, S. II-I3 zu finden.

C 79/4 -21-

909847/0509

Da der Maximalwiderstand des Potentiometers 120 das Zehnfache des Maximalwiderstandes des Potentiometers 118 beträgt, ist das Ausgangssignal des Punktionsverstärkers 117 gleich 4,6 M 100 Volt.

Dieses negative Signal wird durch einen Spitzenhaltestromkreis, der eine Diode 122 und einen geerdeten Kondensator 12j5 enthält, und ein Potentiometer 124 auf einen Punktionsverstärker 125 zur Einwirkung gebracht, der ein Gleichstromverstärker ist. Der Spitzenhaltestromkreis ermöglicht, daß die Spitze des augenblicklichen Signals vom Ausgang des Verstärkers 117 dem Verstärker 125 als ein Gleichstrom-Eingangssignal zugeführt wird.

Das vom Verstärker 117 herkommende Eingangssignal des Verstärkers 125 wird am Potentiometer 124 bemessen durch Einstellung des Armes des Potentiometers mittels einer Toleranz-Wählscheibe 126 (Pig. 7B). Die Scheibe 126 ist mit dem Arm des Potentiometers, mechanisch verbunden (wie durch die unterbrochene Linie 126' angedeutet ist), um den Arm entsprechend d einzustellen, wodurch das Ausgangesignal des Punktionsverstärkers 117 mit 0,0^0/d bemessen wird.

Das Ehgangssignal des Verstärkers 125 wird auch durch ein Potentiometer 127 bemessen. Die Stellung des Armes des Potentiometers 127 wird durch die Durchmesser-Wählscheibe 100 eingestellt und das Eingangssignal des Verstärkers 125 wird durch D _ /D bemes-

max

sen. Die maximalen Widerstände der Potentiometer 124 und 127 sind gleich.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 125 beträgt daher 2,^F 100

" ^Volt' max

Da die tangentiale Schneidkraft P gleich ist dem Drehmoment der Spindel 11 geteilt durch den Halbmesser des Schneidwerkzeuges 12, ist F₀ gleich 2 M/D.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 125 wird über dne Leitung 128 und ein Potentiometer 129 der Leitung 105 zugeführt. Der Wert des Potentiometers 129 wird durch Einstellung seines Armes mittels einer Grundablenkungs-Wählscheibe I30 bestimmt. Die Scheibe 130 bemißt das Signal auf der Leitung 128 mit d*/0,030. Da d* die

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Spitzenablenkung des Schneidwerkzeuges ist, die während eines früheren SehneidVorganges bei Verwendung eines Werkstücks aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 und eines dem Schneidwerkzeug 12 ähnlichen Werkzeuges auftrat, kann die Grundablenkungs-Wählscheibe I30 den Arm des Potentiometers 129 entsprechend einstellen.

Bei Bemessung des Signals auf der Leitung 128 durch das Potentiometer 129 ist das durch die Leitung 105 zugeführte Signal der gewünschte Zähler von X*/X. Wenn daher der Schalter 106 mit der Leitung 105 in Eingriff steht, wie Fig. 7C zeigt, wird der Zähler von Xi/X über die Leitung 90^T als Eingangssignal der Transdiode 79 zugeführt und mit (T*) ^a/10 bemessen.

Das gewünschte Signal wird demgemäß der Transdiode 79 zugeführt und verändert sich nur in Übereinstimmung mit dem Drehmoment der Spindel 11. Das der Transdiode 79 zugeführte Signal verändert sich daher in Übereinstimmung mit dem Signal der Spindeldrehmoment-Sensoreinheit 32.

Wie bereits erwähnt, ist der Nenner von X*/x gleich

max __?_
0,030 d

^dmax (d/ 4- d_y ²) 100

max
Die einzigen "Veränderlichen in diesem Signal 3ind d und d .

Die Veränderlichen d und d können von den Dehnungsmessern 3I auf den Ablenkungssensoren 24 erhalten werden. Die Dehnungsmesser 31 auf den AbIenkungssensoren 24 sind in zwei Brückenstromkreise eingeschaltet, um zwei AbIenkungssignale zu erzeugen, um die Ablenkung der Spindel 11 in zwei Koordinatenachsen darzustellen, die zur Spindelachse senkrecht stehen.

Jeder der Brückenstromkreise enthält vier Dehnungsmesser 3I. Jeder der Brückenstromkreise enthält die beiden Dehnungsmesser auf jedem der beiden Sensoren, die auf entgegengesetzten Seiten der Spindel 11 angeordnet sind. Wenn die eine Koordinatenachse als die x- Achse und die andere als die y-Achse bezeichnet wird,

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zeigt das Signal des einen Brückenstromkreises die Ablenkung d

des freien Endes der Spindel 11 relativ zum Träger der Spindel längs der x-Koordinatenachse an und das Signal des anderen Brükkenstromkreises zeigt die Ablenkung d des freien Endes der Spindel 11 relativ zum Träger der Spindel 11 in der y-Koordinatenrichtung an-.

Der Brückenstromkreis für die χ-Koordinatenrichtung ist demgemäß in Fig. 7A als d„-Sensor I3I bezeichnet. Der Brückenstromkreis, welcher die Ablenkung in der y-Koordinatenrichtung mißt, ist als d -Sensor I32 bezeichnet.

Der Sensor I3I (Pig· 7A, 8) erzeugt ein Wechselstromsignal mit einer Amplitude, welche von der Größe der Ablenkung längs der x-Achse des freien Endes der Spindel 1Ί relativ zum Träger der Spindel 11 abhängig ist. Der Stromkreis, welcher den Sensor I3I enthält, ist ähnlich dem Stromkreis des Spindeldrehmomentsensors 32, da der Stromkreis einen Oszillator 133* einen Wechselstromverstärker 1^5 und einen Demodulator 135 enthält. Die Gleichstromquelle 112 ist mit dem Oszillator 133 in der gleichen Weise und zu dem gleichen Zweck verbunden wie sie mit dem Oszillator 111 verbunden ist. Der Wechselstromverstärker 134 weist ein Verstärkungseinstellungs-Potentiometer I36 und eine Nullausgleichseinstellung 137 in der gleichen Weise wie der Verstärker II3 auf.

Das Ausgangssignal des Demodulators 135 beträgt 1Od /d Volt,

^{sx s}max

worin d gleich ist F¹ /R . F' ist die Sicherheitsbes_mnv ^e max⁷ max max

max

lastungsgrenze der Vorschubantriebe in den x-und y-Koordinaten-

richtungen. F¹ wird so gewählt, daß es die niedrigste dieser max

Sicherheitsbelastungsgrenzen ist, wenn dieselben nicht gleich sein sollten.

Der Verstärker 134 wird durch die Nullausgleichseinstellung I37 derart eingestellt, daß das Ausgangssignal des Demodulators 135 Null ist, wenn keine Ablenkung der Spindel 11 längs der x-Achse erfolgt. Das Potentiometer I36 ist derart eingestellt;, daß für den Demodulator 135 das maximale Signal erhalten wird, wenn die Spindel 11 ihrer maximalen Ablenkung längs der x-Achse unterwor-C 79/4 · -24-

909847/0509

fen ist. Dies ist der Fall, wenn d gleich d ist.

^smax ^sx

Das Ausgleichssignal des Demodulators 135 wird über eine Leitung 138 und ein Potentiometer I39 (Fig. 7B) einem Funktionsverstärker 140 zugeführt, der ein Gleichstromverstärker ist. Der Arm des Potentiometers 139 wird mittels einer Übertragungszahl-Wählscheibe 141 eingestellt. Der Widerstand des Potentiometers 139 wird verringert, wenn die Grtße der Übertragungszahl zunimmt. Die Übertragungszahl K ist von der Steifheit des Schneidwerkzeuges 12, der Steifheit des Halters des Schneidwerkzeuges 12, der Steifheit der Spindel 11 und der baulichen Steifheit der Maschine abhängig.

Zusätzlich zur Bemessung des Ausgangssignals des Demodulators 135 durch das Potentiometer 139 nach dem Verhältnis d /d (welches

Λ bit

der Übertragungszahl K entspricht), wird das Ausgangssignal des Demodulators 135 auch durch ein Potentiometer 142 bemessen, bevor dasselbe als ein Eingangssignal dem Funktionsverstärker 14O zugeführt wird. Die Stellung des Armes des Potentiometers 142 wird durch die Toleranz-Wählscheibe 126 bestimmt, so daß das Ausgangssignal des Demodulators 135 mit O,OO1/d bemessen wird.

Wenn das Verhältnis des maximalen Widerstandes des Potentiometers 142 (Fig. 7B) zum maximalen Widerstand des Potentiometers 139 gleich dem Verhältnis 1Od /0,001 ist, beträgt das Ausgangssignal des Funfetionsverstärkers 140 100d /d Volt und wird als

χ max

Eingangssignal sowohl einem Umkehrverstärker 143 als auch einem Vierteilviereck-Vervielfacher 144 zugeführt. Solche Viertelviereck-Vervielfacher sind bekannt. Der Umkehrverstärker 143 ist ein Gleichstromverstärker, der das Vorzeichen seines Eingangssignals umkehrt und sein Ausgangssignal dem Vervielfacher 144 zuführt. Das Ausgangssignal des Viertelvieiesk-Vervielfachers 144 beträgt -100 d_Y ²/d_ma 2 Volt*

Λ IfIcLX

Auf ähnliche Weise wie der d -Sensor I3I wirkt der d -Sensor

sx sy

132, um ein Ausgangssignal seines Demodulators 145 (Fig. 7A) zu erzeugen, das gleich ist 10d /d Volt. Der Stromkreis enthält

^{sy s}max
einen mit der Gleichstromquelle 112 verbundenen Oszillator 146 und einen Wechselstromverstärker 147· Der Wechselstromverstärker 147 weist ein Verstärkungseinstellungs-Potentiometer 148 und eine

C 79/4 -25-

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Nullausgleichseinstellung 149 auf. Da die Einstellungen in der gleichen Weise vorgenommen werden wie beim Verstärker 1]54, werden dieselben nicht beschrieben.

Das Ausgangssignal des Demodulators 145 wird über eine Leitung 150 und ein Potentiometer 15I (Pig· 7B) einem Punktionsverstärker

152 zugeführt, der ein Gleichstromverstärker ist. Das Potentiometer 151 bemißt das Ausgangssignal des Demodulators 145 nach dem Verhältnis d /d entsprechend der Stellung seines Armes, welche durch die Übertragungszahl-Wählscheibe 141 bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Demodulators 145 wird ausserdem durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 153 mit 0,001/d be-

IHcIX

messen, bevor das Signal als ein Eingangssignal dem Punktionsverstärker 152 zugeführt wird. Die Stellung des Armes des Poteniometers 155 wird durch die ToIeranz-Wählscheibe 126 bestimmt.

Wenn das Verhältnis des maximalen Widerstandes des Potentiometers

153 zum maximalen Widerstand des Potentiometers I5I gleich dem

Verhältnis 1Od /0,001 ist, beträgt das Ausgangssignal des Ver-

max

stärkers 152 100 d_v/^d _max Volt. Dieses Signal wird als ein Eingangssignal sowohl einem Viertelviereck-Vervielfacher 154 als auch seinem zugehörigen Umkehrverstärker 155 zugeführt. Diese sind ähnlich dem Vervielfacher 144 und dem Verstärker I4j5. Das Ausgangssignal des Vervielfachers 154, der ein Eingangssignal sowohl vom Verstärker 155 als auch vom Verstärker 152 empfängt, beträgt -100d 2/d_max2 Volt.

Die Ausgangssignale der Vervielfacher 144 und 154 werden als Eingangssignale einem Punktionsverstärker I56 zugeführt, der die beiden Eingangssignale addiert und umkehrt. Das Ausgangssignal des Verstärkers I56 beträgt daher 100 (d_x2 + d_y2) _Volt>

d 2 max

Das Ausgangssignal des Verstärkers I56 wird einem-Spitzenhaltestromkrels zugeführt, welcher eine Diode 157 und einen geerdeten Kondensator 158 enthält, so daß nur die Spitze des Ausgangssignals des Verstärkers 156 der Leitung IO7 und einer Leitung I59 zugeführt wird. Da die Leitung IO7 mit dem Potentiometer 103 (Fig. 7C) verbunden ist, bevor das Signal zur Transdiode 80 ge-

C 7°/4 -_t

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langt, beträgt das der Transdiode 80 zugeführte Signal

^d™*„ (d 2 + d 2) 100

""* 2 Volt. Dies ist der Nenner von X*/X.

d 2 . "

max

Während des Schneidvorganges ist daher im Eingangssignal der Transdiode 80 nur die Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 eine Veränderliche. Demgemäß erzeugen die Sensoren I3I und 132 zusammen mit der entsprechenden Schaltung dieses gewünschte Signal in Übereinstimmung mit der Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 relativ zum Werkstück 14.

Wenn daher der Spindeldrehmomentsensor 32 ein Signal in Überekistimmung mit dem Drehmoment der Spindel 11 erzeugt und die Sensoren 131, 132 Signale erzeugen, um die Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 anzuzeigen, erzeugt der Stromkreis 70 ein Signal iß Übereinstimmung mit dem Drehmoment der Spindel 11 und der Gesamtablenkung des Schneidwerkzeuges 12. Dadurch wird bestimmt, ob die Drehzahl des Spindelmotors 22 erhöht oder verringert werden soll.

Eine positive Spannung, welche zur Drehzahl der Spindel 11 proportional ist, wird über die Leitung IO3 einem Differentialverstärker 160 (Pig. 7D) zugeführt. Wenn dies das einzige Eingangssignal des Differentialverstärkers I60 ist, wird der Motor 19 entsprechend der Größe des Signals auf der Leitung IO3 angetrieben." Wenn daher das Potential auf der Leitung 103 zunimmt, nimmt auch die Drehzahl des Motors 19 zu, um die Vorschubgeschvindigkeit des Tisches 16 zu vergrößern.

Der Differentialverstärker 160 ist ein Gleichstrom-Addierverstärker. Die negativen und positiven Eingangssignale des Differentialverstärkers 160 werden addiert, um ein zum Eingangssignal in Beziehung stehendes Ausgangssignal zu erzeugen.

Das Signal wird vom Differentialverstäfcker I60 über eine Diode 161 einem Potentiometer 162 zugeführt und dann über eine Leitung 163 einem Hauptverstärker 164 (Fig. 7A?. Das Ausgangssignal des Hauptverstärkers 164 wird einem Regler I65 zugeführt, der die Drehä£hl des Motors I9 regelt.

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Das Ausgangssignal des Verstärkers 16O wird durch das Potentiometer 162 bemessen, indem dessen Arm durch eine Wählscheibe 166 für die maximale Vorschubgeschwindigkeit eingestellt wird. Die Wählscheibe 166 bestimmt die maximale Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 durch entsprechende Einstellung des Armes des Potentiometers 1'62. Die Größe des Signals, das vom Potentiometer 162 über die Leitung I6j5 dem Hauptverstärker 164 zugeführt wird, wird durch eine geerdete Zenerdiode I67 begrenzt, ohne Rücksicht auf das Potential des Potentiometers -162.

Obwohl es daher gewöhnlich erwünscht ist, daß der Tisch 16 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die zur Drehzahl des Schneidwerkzeuges 12 direkt proportional ist, ist es auch erwünscht, die Belastung des Schneidwerkzeuges 12, des Werkstücks 14 und der Maschine zu begrenzen. Diese Grenzen werden als Beschränkungen bezeichnet und dienen dazu, die Maschine vor Überlastung zu schützen.

Eine dieser Beschränkungen besteht darin, ein Abdrosseln des Spindelmotors 22 zu verhindern. Es ist demgemäß erwünscht, das Verhältnis des dem Spindelmotor 22 zugeführten Stromes I zu dem dem Spindelmotor 22 zugeführten Maximalstrom I „ kleiner als

max

1 zu halten. Nachdem dieses Beschränkungsverhältnis i/i

einen vorherbestimmten Wert erreicht hat, ist es erwünscht, die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 linear zu verringern, wenn das Beschränkungsverhältnis seinen vorherbestimmten Wert überschreitet. Bei der gemäß der Erfindung verwendeten Steuerung der Maschine ist es erwünscht, daß alle Beschränkungsverhältnisse einen vorherbestimmten Wert von 0,8 aufweisen. Bei höheren Werten wird daher die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 verringert.

Pur jede der verschiedenen Beschränkungen wird dem Differentialverstärker 160 ein Signal zugeführt, welches anzeigt, wenn das Beschränkungsverhältnis seinen Wert von 0,8 überschreitet sowie das Ausmaß der Überschreitung. Pur die den Spindelmotor betreffende Beschränkung wird daher ein Motorstromsensor 168 (Fig. 7A) verwendet, der ein Ausgangssignal von -10 I/I„,„, Volt liefert.

max

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9098 k7/0509

Der Motorstromsensor 168 kann eine Halleffekt-Vorrichtung sein. Der Sensor 168 kann auch eine Vorrichtung sein, die eine Gleichstromspannung erzeugt, welche zum Spannungsabfall parallel zu einem Nebenschluß im Gleichstromabschnit*-t des Spindelmotorantriebes 83 proportional ist.

Das Signa, des Sensors 168 wird über eine Diode I69 und eine Leitung 170, sowie über einen Schalter 17I (Pig· 7D) und eine Lei-, tung 171 * dem Differentialverstärker I60 zugeführt, wenn der Schalter 171 die Leitungen I70 und I7I¹ miteinander verbindet. Der Schalter 17I verbindet die Leitungen 170 und 17I* mit-einander, während der Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehens.

Zusätzlich zum Ausgangssignal des Sensors 168 ist mit der Diode 169 eine positive Spannungsquelle I72 (Pig. 7A) von 8 Volt verbunden. Solange das Ausgangssignal des Sensors 168 schwächer ist als die positive Spannung der Quelle 172, wird die Diode I69 nicht leiten, so daß dem Differentialverstärker I60 (Pig. 7D) kein Signal zugeführt wird. Wenn jedoch das Ausgangssignal des Sensors 168 stärker ist als -8 Volt, d.h. wenn das Beschränkungsverhältnis für den Spindelmotorstrom den Wert 0,8 überschreitet, dann leitet die Diode 169, um dem Differentialverstärker 16O ein negatives Signal zuzuführen.

Wenn daher das Beschränkungsverhältnis zunimmt, wie durch das Ausgangssignal des Sensors I68 angezeigt wird, nimmt das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers I60 linear ab, ohne Rücksicht auf das Signal aus der Leitung 10J. Die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wird somit verringert.

Da der Stromsensor I68 den Antrieb des Motors 19 unterbricht, wenn das Ausgangssignal des Sensors 10 Volt erreicht, um anzuzeigen, daß I gleich ist I , sieht der Steuerstromkreis gemäß der

max

Erfindung eine Einrichtung vor, welche verhindert, daß der Tisch 16 angehalten wird, wenn das Ausgangssignal des Differentialverstärkers I60 abnimmt infolge einer Zunahme des Ausgangssignals des Stromsensors I68.

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Eine Leitung I73 (Pig. 7D) ist demgemäß mit der Leitung 1OJ5 verbunden, um das Signal aus derselben über die Potentiometer 174 und 175 und eine Diode I76 auf der Leitung I63 zu übertragen. Der Arm des Potentiometers 174 wird durch die Wählscheibe I66 für die maximale Vorschubgeschwindigkeit eingestellt, während der Arm des Potentiometers 175 durch eine Wählscheibe 177 für die Mindestvorschubgeschwindigkeit eingestellt wird·

Wenn das Signal des Verstärkers I60 schwächer wird als das Signal des Potentiometers 175, dann leitet die Diode I76 und eine Diode 178 in der Leitung I6j5 hört auf zu leiten. Der Hauptverstärker 164 empfängt infolgedessen sein Eingangssignal aus den Leitungen 173 und 163, um ein der Mindestvorschubgeschwindigkeit entsprechendes Signal zum Antrieb des Motors 19 zu liefern (Figuren 7A und 7D).

Wenn das Beschränkungsverhältnis abnimmt, so daß das Signal des DifferentialVerstärkers 16O stärker ist als das Signal des Potentiometers 175, dann leitet die Diode I78 wieder und die Diode 176 hört auf zu leiten. Der Motor 19 wird infolgedessen wieder durch das Signal des Verstärkers I60 gesteuert, statt durch das der Mindestvorschubgeschwindigkeit entsprechende Signal aus der Leitung I73. Selbstverständlich wird das Signal des Verstärkers den Motor I9 steuern, wenn das Beschränkungsverhältnis hoch ist, aber nicht hoch genug, um ein Signal zu erzeugen, das unterhalb des der Mindestvorschubgeschwindigkeit entsprechenden Signals liegt.

Eine andere Beschränkung besteht darin, ein Abbrechen des Schneidwerkzeuges, eine Beschädigung des Werkstücks oder eine Beschädigung der Maschine zu verhindern. Diese Beschränkung ist von der Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 relativ zum Werk&ück 14 abhängig. Bei Schrubbvorgängen ist es erwünscht, das Verhältnis (d 2 +

1 /?
d 2) '/d auf weniger als 1 zu begrenzen. Der Wert d_max ist die kleinere der Toleranzen, die für den BearbeitungsVorgang oder die begrenzende Ablenkung des aus dem Schneidwerkzeug, der Maschine und dem Werkstück bestehenden Systems erwünscht ist.

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Das Signal dieses Beschränkungsverhältnisses wird aus einem Quadratwurzelmodul 179 (Fig. 7D) erhalten, der ein Viertelviereck-Vervielfacher wie die Vervielfacher 144, I54 ist und auf einen Quadratwurzelvorgang geschaltet ist, sowie aus dem zugehörigen Punktionsverstärker 180 und einer stabilisierenden Diode I8I. Das Eingangssignal des Quadratwurzelmoduls 179 wird aus der Leitung 159 erhalten, welche das Ausgangssignal des Verstärkers I56 (Fig. 7B) aufnimmt. Das Eingangssignal des Quadratwurzelmoduls 179 beträgt daher 100 (α_χ2 + d_y ²/^d _max ²) Volt. Das Ausgangssignal

des Quadratwurzelmoduls 179 beträgt -100 (α_χ ² + d²)¹ ^²M_max Volt,

Das Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 179 (Fig· 7D) wird über eine Leitung 182, einen Schalter I83, eine Leitung 184, eine Diode 185 und eine Leitung 186 dem Verstärker I60 zugeführt. Der Schalter I83 verbindet die Leitungen I82 und 184 nur während Schrubbrorgängen miteinander. Das Signal des Quadratwurzelmoduls 179 wird daher dem Verstärker I60 nur während des Schrubbens zu,-geführt, wenn es erwünscht ist, daß dieses Beschränkungsverhältnis wirksam ist.

Alle Beschränkungsverhältnisse sind so ausgewählt, daß das Signal des DifferentialVerstärkers 160 zum Antrieb des Tisches 16 abzunehmen beginnt, nachdem das Verhältnis den Wert 0,8 überschreitet. Eine positive Gleichstrom-Spannungsquelle I87 ist demgemäß mit der Leitung 184 zwischen der Diode I85 und dem Schalter 183 verbunden. Das Ausgangesignal des Quadratwurzelmoduls 179 muß infolgedessen stärker sein als die positive Spannung der Quelle I87, bevor die Diode I85 erlaubt, daß das negative Signal des Quadratwurzelmoduls 179 dem Differentialverstärker 160 zugeführt wird.

Da das maximale Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 100 Volt beträgt, wenn (d ² + d ²)¹'² gleich ist cL,_e. beträgt die Spannung der Qeuelle I87 80 Volt. Das Ausgangesignal des Quadratwurzelmoduls 179 muß daher 80 Volt überschreiten, um anzuzeigen, daß

P P 1 /P

das Verhältnis (d * + d *)^y/c /l_ov größer ist als 0,8. Wenn dies

Λ y liicLX

eintritt, beginnt das vom Verstärker 160 dem Hauptverstärker 164 zugeführte Signal abzunehmen.

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Beim Beschränkungsverhältnis für den Spindelmotorstrom hält das Signal des Potentiometers 175 eine Mindestvorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 aufrecht, selbst wenn das Besehränkungsverhältnis den Wert überschreitet, bei welchem das Signal des Differentialverstärkers 16O unter die gewünschte Mindestvorschubgeschwindigkeit abnimmt.

Eine andere Beschränkung findet während Fertigbearbeitungsvorgängen Anwendung, wenn es e^rwünscht Jät, die Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz senkrecht zu der Bearbeiteten Oberfläche zu halten. Dieses Besehränkungsverhältnis füfc die Fertigbearbeitung ist

Wieder ist es erwünscht, dieses Verhältnis kleiner als 1 zu halten uüd die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zu verringern, wenn dieses Verhältnis über den vorherbestimmten Wert von 0,8 zunimmt.

Das Signal des Beschrankungsverhältnisses für die Fertigbearbeitung wird aus den Ausgangssignalen der Verstärker 125 (Fig. 7C) und 156 (Fig. 7B) entwickelt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 125 wird über die Leitung 128 als ein Eingangssignal der Transdiode 79 und als ein Eingangssignal einem Viertelviereck-Vervielfacher 188 und seinem zugehörigen Funktionsverstärker I89 zugeführt, welche den Vervielfachern 144, 154 und den Verstärkern 14J, 155 ähnlich sind. Das Ausgangssignal des Vervielfachers 188 wird über eine Leitung I90 einem Funktionsverstärker I9I (Fig. 7D) zugeführt, weicherauch über eine Leitung I92 mit der Leitung 107 (Fig. 7B) verbunden ist, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 156 als ein Eingangssignal dem Verstärker 19I zugeführt wird.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 191 wird als das Eingangssignal einem Quadratwurzelmodul 195 zugeführt, welcher ein Viertel-'viereck-Vervielfacher ähnlich den Vervielfachern 144, 154 ist und auf einen Quadratwurzelvorgang geschaltet ist. Der Quadratwurzelmodul 193, sowie sein zugehöriger Funktionsverstärker 194 und eine stabilisierende Diode 195 erzeugen auf einer Leitung C 79/4 · -32-

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ein Ausgangs signal von -ⁱ⁸O/d_max^d_x ²+d ²) -F_Q ²/R² J ^1//2 Volt. Wenn dieses negative Signal stärker ist als die positive Spannung einer Gleichstromquelle 197* überträgr eine Diode I98 ein negatives Signal über eine mit einem Schalter 199* versehene Leitung 199 auf den Differentialverstärker I60.

Da das maximale Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 193 100 Volt beträgt (was der Fall ist, wenn das Verhältnis gleich 1 ist), weist die Gleichstromquelle 197 ein Potential von 80 Volt auf. Wenn daher das Signal des Quadratwurzelmoduls 193 stärker ist als 80 Volt, überschreitet das Verhältnis den Wert von 0,8, so daß es erwünscht ist, die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zu verringern. Dies geschieht, wenn die Diode I98 leitet, um dem Differential verstärker I6O ein negatives Signal zuzuführen.

Das Signal des Potentiometers 175 gewährleistet, daß der Motor 19 den Tisch 16 mit einer Mindestvorschubgeschwindigkeit bewegt, selbst wenn das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers I60 infolge des Signals des Quadratwurzelmoduls 193 unter diese erforderliche Mindestvorschubgeschwindigkeit abnimmt. Dies ist die gleiche Anordnung, wie sie vorstehend für die anderen Beschränkungssignale beschrieben wurde.

Das Signal des Quadratwurzelmoduls 193 wird während Schrubbvorgängen sowie während Fertigbearbeitungsvorgängen zugeführt. Während Schrubbvorgängen ist jedoch das Signal auf der Leitung186 viel stärker als das Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 193?

2 2 weil das letztere im Quadratwurzelmodul 193 um lU /R verringert wird, aber nicht im Quadratwurzelmodul I79. Während Schrubbvorgängen steuert daher das Signal auf der Leitung 186.

Es ist auch erwünscht, das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 durch eine andere Beschränkung zu begrenzen, um eine übermäßige Verwendung des Schneidwerkzeuges 12, des Werkstücks 14 oder des Antriebs der Spindel 11 zu verhindern.

Um diese Beschränkung^! erhalten, ist es notwendig, daß das Verhältnis M/M_llm kleiner als 1 ist· Wenn das Verhältnis M/M_llm größer als 0,8 wird, ist es erwünscht _t die Vorschubgeschwindigkeit C 79/4 -33--

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des Tisches 16 in der gleichen Weise zu verringern, wie für die anderen Beschränkungen beschrieben wurde. M,. ist das begrenzende Drehmoment, dem das Schneidwerkzeug 12 unterworfen werden soll.

Das Verhältnis M/M,, wird erhalten, indem das Ausgangssignal des Demodulators 116 durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 200 (Fig. 7C) mittels einer Drehmomentbegrenzungs-Wählscheibe 201 mit Ηηογ/^χίο, bemessen wird. Da das Ausgangssignal des Demodulators 116 gleich 10 M/M^^ Volt ist, beträgt das Eingangssignal eines Funktionsverstärkers 202, der ein Gleichstromverstärker ist, 10 M/M_llm Volt.

Da der Wert eines zum Verstärker 202 parallelen Widerstandes 202* das Zehnfache des maximalen Widerstandes des Potentiometers 200 beträgt, liefert der Funktionsverstärker 202 ein negatives Ausgangssignal von -100 M/M _m Volt. Das negative Ausgangssignal wird über einen Spitzenhaltestromkreis, der eine Diode 203 und einen geerdeten Kondensator 204 enthält, sowie über eine Leitung 205 (Figuren 7E und 7D) und eine Leitung 206 (Fig. 7D) einer Diode 207 zugeführt. Der Spitzenhaitestromkrels läßt nur die augenblickliche Spitze des negativen Signals vom Funktionsverst&fcrker 202 hindurchgehen.

Während der Vorgänge des Fräsens, Bohrens und Drehens ist die Diode 207 über einen Schalter 208 und eine Leitung 209 mit dem Differentialverstärker I60 verbunden. Da mit der Diode 207 auch «ine positive Oleichstrom-Spannungsquelle 210 verbunden ist, muß das negative Signal des FunktionsVerstärkers 202 stärker sein als das positive Potential der Gleichstromquelle 210. Da das maximale Auegangssignal des Verstärkers 202 -100 Volt beträgt, weist die Gleichstromquelle 210 ein positives Potential von 80 Volt auf. Wenn daher das Beschränkungsverhältnis den Wert von 0,8 überschreitet, leitet die Diode 207 und veranlaßt den Differentialverstärker 16O, das dem Hauptverstärker 164 zugeführte Signal zu verringern. DasiSignal des DifferentialVerstärkers I60 nimmt daher ab, wenn das negative Signal des Verstärkers 202 zunimmt.

Auch hler wird das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 160 dem Hauptverstärker 164 nicht mehr zugeführt, wenn dasselbe

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unter den Wert des Potentials abnimmt, das vom Potentiometer über die Diode I76 zugeführt wird. Dadurch wird gewährleistet, daß die Mindestvorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 aufrechterhalten wird.

Das Signal des Verstärkers 202 wird auch dazu verwendet, den Zeiger 211 eines Meßgeräts 212 (Pig. 7E) für das Spindeldrehmoment einzustellen, um das Drehmomentverhältnis sichtbar anzuzeigen.

Die letzte der Beschränkungen ist die auf das Schneidwerkzeug wirkende axiale Druckkraft. Diese Beschränkung ist während eines Fräsvcrganges nicht anwendbar, wohl aber während eines Dreh- oder Bohrvorganges. In der gleichen Weise wie bei den anderen Beschränkungen ist es erwünscht, daß das Verhältnis F/F„,_Q_ kleiner

IiIaJv

als 1 ist, worin F den auf das Schneidwerkzeug 12 wirkenden Axial druok angibt, während F„,_Q„ der maximale Axialdruck iäb, dem das

ΠΙ ciX

Schneidwerkzeug 12 unterworfen werden kann. F_ma„ kann gleich F'

max

sein. Außerdem ist es erwünscht, die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zu verringern, sobald das Beschränkungsverhältnis

F/F größer wird als dier vorherbestimmte Wert von 0,8. max

Da das Schneidwerkzeug 12 in der Spindel 11 befestigt ist, kann der auf das Schneidwerkzeug 12 wirkende Axialdruck erhalten werden, in-dem der auf die Spindel 11 wirkende Axialdruck durch eine Spindeldruck-Sensoreinheit 213 (Fig· 7A) bemessen wird.

Die Spindeldruck-Sensoreinheit 213 umfaßt einen Brückenstromkreis, der die Dehnungsmesser 53-56 (Fig. 6) enthält und mit der Spindel 11 mechanisch verbunden ist. Diese mechanische Verbindung ist durch die unterbrochene Linie 214 in Fig. 7A angedeutet.

Den Dehnungsmessern 53-56 der Spindeldruck-Sensoreinheit 213 wird ein Wechselstromsignal mit einer vorherbestimmten Frequenz und Phase an den Kontakten 214a und 214b (Fig. 6) von einem Oszillator 215 zugeführt, der durch die Gleichstromquelle 112 erregt wird. Die Dehnungsmesser 53-56 liefern ein Wechselstromsignal, das von dem auf die Spindel 11 einwirkenden Axialdruck abhängig ist und das über die Ausgangskontakte 215a und 215b (Flg. 6) einem Verstärker 216 zugeführt wird. Der Verstärker 216 ist ein

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üblicher Wechselstromverstärker, der ein Verstärlcungseinstellungs· Potentiometer 217 und eine Nullausgleichseinstellung 218 aufweist.

Der Ausgang des Verstärkers 216 ist mit einem Demodulator 219 verbunden, der ein Detektor-und Demodulatorstromkreis bekannter Art ist, welcher ein Wechselstromsignal empfängt und ein Gleichstromausgangssignal erzeugt, das zur Amplitude des Wechselstrom-Eingangsignals direkt proportional ist. Der Demodulator 219 empfängt auch ein Bezugs- Wechselstromsignal vom Oszillator 215.

Der Verstärker 216 wird durch Einstellung der Nullausgleichseinstellung 218 derart eingestellt, daß das Ausgangssignal des Demodulators 219 Null ist, wenn auf die Spindel 11 kein Axialdruck einwirkt. Das Potentiometer 217 ist derart eingestellt, daß vom Demodulator 219 als Ausgangssignal ein maximales Signal erhalten wird, wenn die Spindel 11 dem maximalen Axialdruck unterworfen ist. Da das Ausgangssignal des Demodulators 219 gleich ist -1OF/

P„_Qv Vdt, beträgt das maximale Ausgangssignal des Demodulators max

219 -10 Volt. Dies ist der Fall, wenn F gleich ist F _n .

max

Das Ausgangssignal des Demodulators 219 wird dem Differentialverstärker 160 über eine Leitung 220 zugeführt, sowie über eine Leitung 221 (Fig. 7C) mit einem Schalter 221^! (Fig. 7D) in derselben und über eine Leitung 222 mit einer Diode 22^ in derselben. Die Diode 225 ist durch eine positive Gleichstrom-Spannungsquelle 224 vorgespannt, die mit derselben auf der gleichen Seite verbunden ist wie der Ausgang des Demodulators 219. Demgemäß wird das negative Signal des Demodulatoas 219 dem Differentialverstärker 160 erst zugeführt, bis dasselbe stärker ist als das positive Potential der Gleichstromquelle 224.

Da das maximale Ausgangssignal des Demodulators 219 -10 Volt beträgt und die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 erst verringert werden soll, wenn das Beschränkungsverhältnis des Axialdrucks den Wert 0,8 überschreitet, beträgt das Potential der Gleichstromquelle 224 8 Volt. Demgemäß leitet die Diode 223 nur, wenn das Signal des Demodulators 219 stärker ist als -8 Volt, damit das negative Signal dem Differentialverstärker 160 zugeführt

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werden kann.

Da das negative Signal des Demodulators 219 über -8 Volt zunimmt, nimmt das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 160 ab. Dies ergibt eine lineare Verringerung der Vorschubgesohwindigkeit des Tisches 16, wenn das negative Ausgangssignal des Demodulators 219 zunimmt.

In der gleichen Weise, wie für die anderen Besehränkungssignale beschrieben wurde, gewährleistet das Signal des Potentiometers 175* daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 auf einem vorherbestimmten Minimum gehalten wird. Das Signal des Differentialverstärkers 16O hört daher auf, wirksam zu sein, wenn dasselbe auf einen Wert abnimmt, der unterhalb des Signals des Potentiometers 175 liegt.

Das negative Signal des Demodulators 219 wird auch dazu verwendet, einen Zeiger 225 eines Axialdruckkraftmessers 226 einzustellen. Das Signal wird von der Leitung 221 über eine Leitung 227 zugeführt, um den Zeiger 225 einzustellen.

Der Differentialverstärker 160 addiert alle Besehränkungssignale und spricht daher auf alle Beschränkungssignale an. Das stärkste der Beschränkungssignale ist jedoch das Signal, auf welches der Differentialverstärker 160 in erster Linie anspricht und verhindert, daß dasselbe stärkervird. Wenn das stärkste Beschränkungssignal gehindert wird, seinen Grenzwert zu erreichen, kann keines der anderen Beschränkungssignale seinen Grenzwert erreichen, weil die axialen, radialen und tangentialen Kräfte für eine gegebene Reihe von Bedingungen zueinander proportional sind.

Wenn sich die Schneidbedingungen verändern, so daß ein anderes Be s ehr änkungs signal am stärksten wird, steuert das Ausgangs signa.1 des DifferentialVerstärkers 160 die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16, um zu verhindern, daß dieses Besehränkungssignal seinen Grenzwert erreicht. Selbstverständlich wird dadurch verhindert, daß jedes der anderen Signale seinen Grenzwert erreicht, da sie miteinander in Beziehung stehen. Das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 16O ist als eine Punktion der verschiedenen Beschränkungssignale in der Nähe des unteren Endes der

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Figuren 8, 9 und 11 dargestellt.

Wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 nicht in Eingriff steht, soll die Vorscimbgeschwindigkeit des Tisches 16 wesentlich höher sein als die maximale Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16, bei welcher das Schneidwerkzeug 12 das Werkstück 14 bearbeitet. Die Maschine enthält eine Überdeckungsschaltung, die als Spalteliminator bezeichnet wird. Dieser ist wirksam, wenn kein Eingriff zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 besteht, um während der Sohneidvorgänge die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wesentlich über seine maximale Vorsehubgeechwindigkeit zu erhöhen. Wenn z.B. am Werkstück 14 eine Reihe getrennter Schnitte auszuführen ist, wobei das Schneidwerkzeug zwischen denselben mit dem Werkstück 14 nicht in Eingriff steht, verringert diese wesentliche Zunahme der Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 die für den SehneidVorgang erforderliche Gesamtzeit.

Gemäß der Erfindung kommt während Präs-, Bohr- und Drehvorgängen die schnelle Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zur Anwendung, sobald das Schneidwerkzeug 12 nicht einem Drehmoment, einer Ablenkung oder einem Axialdruck unterworfen ist.

Die Überdeckungsschaltung, welche ein Signal erzeugt, um zu bewirken, daß der Tisch 16 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 bei der Bearbeitung des Werkstücks 14 beträgt, erzeugt das Signal nur, wenn'im wesentlichen kein Ausgangssignal von einem der Demodulatoren 116, 135, 145 und 219 vorhanden ist (Pig. 7A). Di· Überdeckungsschaltung enthält einen Differentialverstärker 228 (Fig* 7D), dessen Ausgangssignal über ein Potentiometer 229 und eine Diode 2JO als ein Eingangssignal dem Potentiometer 162 zugeführt wird.

Der Arm des Potentiometers 229 wird durch die maximale Drehzahl-Wählsoheibe 95 (Fig· 7A) über eine mechanische Verbindung eingestellt (die durch die unterbrochene Linie 2^O¹ in den Figuren 7A und 7D angedeutet ist). Das Ausgangssignals des Verstärkers 223 wird dadurch mit N_mil /N* bemessen.

IllaJl

79/4

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BAD

Wenn das Schneidwerkzeug 12 keiner Belastung unterworfen ist, weist der Differentialverstärker 228 ein solches Ausgangssignal auf, daß die Diode 230 leitet und die Diode 161 nicht leitet. Da das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 228 bei Nichtber lastung das Vierfahche des Ausgangssignals des Differentialverstärkers 160 betragen kann, leitet die Diode 230 und die Diode 161 hört auf zu.leiten. Wenn dies eintritt, wird dem Hauptverstärker 164 das Signal vom Differentialverstärker 228, statt vom Differentialverstärker 160 zugeführt, wobei das stärekere Signal des Differentialverstärkers 228 die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 erhöht.

Das Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 179 wird über die Leitung 182 und eine Leitung 231 mit einem Schalter 231* in derselben als Eingangssignal dem Differentialverstärker 228 zugeführt.

ρ 2 1 /2

Dieses Eingangssignal beträgt -100 (α_χ + d ) M_max Volt. Dieses Signal wird dem Differentialverstärker 228 zugeführt, ohne Rücksicht auf die Stellung des Schalters 183, wenn der Schalter 231* geschlossen ist.

Ein anderes Eingangssignal des DifferentialVerstärkers 228 wird vom Demodulator 116 erhalten, welcher ein Signal erzeugt, das zu dem auf das Schneidwerkzeug 12 ausgeübten Drehmoment propotional ist. Dieses Signal wird dem Verstärker 228 aus der Leitung 205 über eine Leitung 232 zugeführt. Das Signal, das dem Differentialverstärker 228 über die Leitung 232 zugeführt wird, beträgt -100 M/M_lim Volt.

Das dritte Eingangssignal des Differentialverstärkers 228 zeigt an, daß die Spindel 11 und das Schneidwerkzeug 12 eine» Axialdruck unterworfen sind. Dieses Signal wird aus der Leitung 221 über die Leitung 233 zugeführt und beträgt -10 Ρ/Ρ_Μβ^ Volt.

Die Leitungen 23I, 232 und 233 sind mit einer gemeinsamen Leitung 234 verbunden, die mit dem Eingang des Differentialverstärkers 228 in Verbindung steht. Mit der Leitung 23Λ ist auch eine positive Gleichstrom-Spannungsquelle 235 verbunden.

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\JW.19186Q2

Wenn die Eingangssignale aus den Leitungen 221-23J5 Null sind, weist der Differentialverstärker 228 sein maximales Ausgangssignal auf, welches gleich ist dem Potential der Gleichstromquelle 235. Wenn die Gleichstromquelle 2J55 ein Potential von 6 Volt aufweist, beträgt auch das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 228 6 Volt (durch den Arm des Potentiometers 229 mit i¹ bemessen) und das Signal auf der Anodenseite der Diode

230 beträgt dann 6 N_ /ϊί* Volt. Da das maximale Ausgangssignal des Differential verstärker s I60 1,5 N _a„A' Volt beträgt, ist

* max

leicht zu erkennen, daß das der Diode 2^0 zugeführte Ausgangssignal das Vierfache des der Diode 16I zugeftlhrten Ausgangssignals beträgt*

Während dae der Diode 2j5O zugeführte» maximale Ausgangssignal das Vierfache des der Diode 161 zugeführten Ausgangssignals beträgt, so daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisohes 16 durch die Uberdeckungsschaltung auf das Vierfache der Vorschubgeschwindigkeit erhöht werden kann, bei welcher das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 in Eingriff steht, ist die Zunahme der Vorschubgeschwindigkeit von der Einstellung des Potentiometers 162 abhängig, weil die Zenerdiode I67 die dem Hauptverstärker 164 vom Potentiometer 162 zugeführte Spannung auf 1·,5 Volt begrenzt. Das Potentiometer 162 muß daher mittels der Wählscheibe I66 für die maximale Vorschubgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß nicht mehr als 25 % der Spannung von der Diode 161 oder der Diode 230 dem Hauptverstärker 164 zugeführt werden, damit die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 durch die Überdeckungsschaltung auf das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird, die erzielbar ist, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück in Eingriff steht.

Wenn das Potentiometer 162 so eingestellt ist, daß mehr als der Spannung von der Diode I6I oder der Diode 2j5Q zugeführt werden, begrenzt die Zenerdiode I67 das Signal der Diode 230 auf 1,5 Volt. Wenn mehr als 25# des Ausgangssignals der Diode I61 vom Potentiometer 162 zugeführt waden, kann das maximale Signal von 1,5 Volt, welches die Zenerdiode I67 der Diode 230 erlaubt, dem Hauptverstärker 164 zuzuführen, die Vorschubgesohwindigkeit des Tisches 16 nicht auf das Vierfache der maximalen Vorschubge-C 79/4 ' -40-

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schwindigkeit erhöhen, die erzielbar ist, wennhas Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 in Eingriff steht, well dies nicht dem Vierfachen des maximalen Signals der Diode 161 entsprechen würde« Das maximale Signal der Diode 161 kann nicht größer sein als 1,5 Volt (25$ des Maximums).

Für die meiste Zeit des Vorganges ist das Potentiometer 162 mittels der Wählscheibe 166 für die maximale Vorschubgeschwindigkeit so eingestellt, daß 25$ oder weniger der Spannung von der Diode 161 oder der Diode 230 übertragen werden, so daß die Uberdeckungsschaltung eine Vorschubgeschwindigkeit erzeugt, die das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit beträgt, welche erzielbar ist, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 in Eingriff steht. In der übrigen Zeit, wenn das Potentiometer 162 so eingestellt ist, daß mehr als 25# der Spannung von der Diode 161 oder der Diode 230 übertragen werden, erzeugt die Uberdeckungsschaltung keine Vorschubgeschwindigkeit, die das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeita beträgt, welche erzielbar ist, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 in Eingriff steht«

Sobald das Signal auf der Leitung 23I -2 Volt beträgt (das maximale Ausgangssignal auf der Leitung 231 beträgt 100 Volt), ist das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 228 gleich 0. Bei einer sehr kleinen Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 wird daher die: schnelle Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zum Stillstand gebraoht.

Sobald das Signal auf der Leitung 232 -2 Volt beträgt, ist das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 228 ebenfalls gleich 0. Dieses schwache Signal, das ein kleines Drehmoment auf der Spindel 11 anzeigt (das maximale Signal auf der Leitung 2^2 beträgt 100 Volt), beiwirkt daher, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wieder durch das Ausgangssignal des Differential* Verstärkers I60 gesteuert wird.

Wenn das Signal auf der Leitung 233 -0,2 Volt beträgt* ist das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 228 wieder gleich 0. Dadurch wird angezeigt, daß ein kleiner Axialdruck auf die "Spindel 11 und das Schneidwerkzeug 12 einwirkt, da dag maximale SIg- C 79Λ -41-

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nal auf der Leitung 233 10 Volt beträgt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wird daher verringert und der Tisch 16 wird durch das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers I60 gesteuert.

Mit der Leitung 234 ist eine geerdete Diode 236 verbunden, um das Ausgangesignal des· Differentialverstärkers 228 auf ein Niveau zu begrenzen, das nicht mehr negativ wird als -2 Volt. Eine Diod· 237 in der Leitung 234 bewirkt die Isolierung des Differentialverstärkers 228 von den EingangsSignalen, wenn die Summe derselben -2 Volt übersteigt.

Die Uberdeckungsschaltung steuert daher die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 nur, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 nicht in Eingriff steht. Sobald ein Eingriff zwischen dem Schneidwerkzeug 12 und dem Werkstück 14 erfolgt, übersteigt das Signal auf einer der Leitungen 231, 232 oder 233 -2 Volt. Die schnelle Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wird daher rasch zum Stillstand gebracht, sobald eines der vorstehend genannten Signale zuerst auftritt.

Das Ausgangssignal des Quadratwurzelmoduls 179 auf der Leitung 182 wird auch einem Potentiometer 238 zugeführt. Das Ausgangssignal wird durch Einstellung des Armes des Potentiometers 238 mittels der Toleranz-Wählscheibe 126 mit ^d _max/°*°3° bemessen. Die mechanische Verbindung des Armes des Potentiometers 238 mit der Scheibe 126 ist durch die unterbrochene Linie 238* in den Figuren 7B und 7D angedeutet. Ein Signal wird zugeführt, um einen Zeiger 239 eines Ablenkungsmeßgeräts 240 einzustellen. Dasselbe zeigt die resultierende Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 relativ zum Werkstück 14 an. Die Ablenkung ist auf der Skala des Meßgeräts in Millimeter kalibriert.

Die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Schaltung, Welche das Ende der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges 12 anzeigt. Wenn das Schneidwerkzeug 12 so stark abgenützt ist, daß die auf das Schneidwerkzeug 12 einwirkenden Trennkräftemehr als das 2,3-Fftohe der tangentialen Sohneidkraft F betragen, 1st die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges 12 für «inen Fräs-, Bohr- oder Dreh-C 79/4 _42-

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Vorgang beendet. Dies bedeutet, daß das Sohneidwerkzeug 12 einen kritischen Zustand der Abnützung oder Erhärtung erreicht hat, der für das Werkstück 14 gefährlich ist. In jedem Fall soll das . Schneidwerkzeug 12 ausgetauscht werden.

Das Ausgangssignal des FunktionsVerstärkers I89 (Fig. 7C), welches dem negativen Ausgangssignal des Verstärkers 125 entspricht, wird demgemäß mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 156 (Fig.7B) verglichen. Das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 139 beträgt 2,3 F_n 100 und das Ausgangssignal des Verstärkers I56

■ -TTd²—^Volt

max
beträgt

100 (d ² + d3)2

2L-Jj Σ Volt. Wenn das positive Ausgangssignal des Ver-

max

stärkers I56 stärker ist als das negative Ausgangssignal des Verstärkers 189, ist die Lebensdauer des Werkzeuges 12 beendet·

Die Schaltung, welche die Lebensdauer des Werkzeuges anzeigt, enthält einen Differentialverstärker 241 (Fig. 7C), der das negative Ausgangssignal des Verstärkers I89 über eine Leitung 242 und einen Schalter 243 empfängt. Das positive Ausgangssignal des Verstärkers 156 wird dem Differentialverstärker 241 aus der Leitung I07 über eine Leitung 244 und einen Schalter 245 zugeführt.

Die Schalter 243 und 245 sind in der in Fig. 7C gezeigten Stellung angeordnet, wobei die Leitungen 242 und 244 über die Wählscheibe 104 mit dem Eingang des DifferentialVerstärkers 241 verbunden sind. Die Wählscheibe 104 stellt auch die Schalter 106 und 109 ein.

Wenn die Summe des positiven Signals auf der Leitung 244 und des negativen Signals auf der Leitung 242 größer als Null wird, wird ein positives Ausgangssignal des Differentialverstpärkers 241 über eine Leitung 246 einem Mikroschalter 247 zugeführt,um denselben zu betätigen. Wenn der Mikroschalter 247 erregt ist, kann derselbe einen Schalter schließen, um beispielsweise eine Warnlampe zu erregen. Außerdem kann die Betätigung des Mikroschalters 247 verwendet werden, um den Tisch 16 automatisch zu-

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rückzuziehen.

Ein Signal wird von einem Detektor 248 (Pig. 7D) für den Mindestvorschub zugefühfct, der ein Stromsensor ist, welcher betätigt wird, wenn Strom durch die Diode I76 zum Hauptverstärker 164 fließt, um anzuzeigen, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 das vorherbestimmte Minimum aufweist. Es kann dies ein hörbares oder sicWbares Signal sein, um die Bedienungsperson zu warnen, daß die Belastung und Abnützung des Werkzeuges nicht mehr langer sicher gesteuert werden können.

Der Ausgang des Detektors 248 kann ein intermittierendes Signal erzeugen, wenn sich die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 während eines vorherbestimmten Zeitraumes nicht auf dem vorherbestimmten Minimum befindet. Das Ausgangssignal des Detektors 248 kann verwendet werden, um die Zurückziehung des Werkzeuges 12 vom Werkstück 14 zu bewirken. Das Ausgangssignal des Detektors 248 kann beispielsweise ein Relais 249 betätigen, das mit dem Vorschubmotor 19 mechanisch verbunden ist, um dessen Umkehrung zu bewirken. Die mechanische Verbindung ist durch die unterbrochene Linie 249* angedeutet.

Zusammenfassung der Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehens.

Bei Betrachtung der Wirkungsweise einer Maschine, die zum Fräsen, Bohren oder Drehen verwendet wird und mit der Steuereinrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, soll auf Fig. 8 Bezug genommen werden, in welcher ein Blockdiagramm die betreffenden Teile des Stromkreises gemäß den Figuren 7A - 7E zeigt. Der Stromkreis 70 führt dem Spindelantrieb ein Ausgangssignal zu, das zu V/V* proportional ist, um die Spindel 11 mit einer Drehzahl im Übereinstimmung mit dem Eingang des Motors 22 zu drehen. Die Eingänge des Stromkreises 70 umfassen die festgesetzten Werte (T*) '^a, .(t + 60B/C)^b'^a, a, R, D, V* und d*. Alle diese Eingänge sind für einen besonderen Bearbeitungsvorgang der Maschine festgesetzt, obwohl sie sich für die verschiedenen Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehens verändern.

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Außerdem empfängt der Stromkreis 70 ein erstes veränderliches Eingangssignal, das vom Ausgangssignal der Drehmomentsensoreinheit J2 abhängig ist, und ein zweites veränderliches Eingangs= signal, das von den Ausgangssignalen der d_ -Sensor-einheit 1'5^ und der d -Sensoreinheit 1J2 abhängig ist.

Da sich das Drehmoment und die Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 während des Schneidvorganges verändern, werden diese Signale verwendet, um die Drehgeschwindigkeit der Spindel 11 durch Veränderung des Ausgangssignals des Stromkreises 70 zu steuern. Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 steht in logarithmischer Beziehung zu den veränderlichen Eingangssignalen, Dies ergibt eine genaue Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 in Übereinstimmung mit den vorhandenen Schneidparametern.

Der Vorschubantrieb, welcher den Tisch 16 relativ zum Schneidwerkzeug 12 vorschiebt, wird entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 gesteuert. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 zunimmt, nimmt auch die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zu, wenn nicht bestimmte andere Bedingungen auftreten. Wenn beispielsweise eines der Beschränkungsverhältnisse den Wert 0,8 überschreitet, wird die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 verringert. Der Vorschubantrieb weist jedoch eine Mindestvorsehubgeschwindigkeit auf, die durch die Leitung 173 zugeführt wird.

Außerdem bewirkt die Überdeckungsschaltung oder der Spalteliminator, daß der Tisch 16 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die das Vierfache der Mindestvorsehubgeschwindigkeit be-r trägt, wenn das Schneidwerkzeug 12 das Werkstück 14 bearbeitet. Wie Pig. 8 zeigt, empfängt der Spalteliminatorstromkreis Signale, welche von der Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12, dem Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 und dem Axialdruck des Schneidwerkzeuges 12 abhängig sind. Sobald von einem derselben ein Signal von sehr geringer Größe vorhanden ist, ist der Spalteliminatorstromkreis nicht mehr langer wirksam, um zu bewirken, daß der Tisch 16 mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit beträgt, bei welcher das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 in Eingriff C 79/4 -45-

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eteht. Selbstverständlich kann diese erhöhte Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen mehr oder weniger als das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 betragen.

Wenn die Maschine einen Präs-, Bohr*· oder Drehvorgang ausführt, werden außerdem Signale von der Drehmomentsensoreinheit 32 und den Ablenkungssensoreinheiten 13I und 132 verwendet, um ein Signal su erzeugen, welches das Ende der Lebensdauer des Werkzeuges 12 anzeigt. Der Differentialverstärker 241 vergleicht die Größen der beiden Eingangssignale. Wenn diese Eingangssignale gleich werden, wird ein Signal zugeführt, um den Mikroschalter 247 zu betätigen, damit der Tisch 16 das Werkstück 14 außer Eingriff mit dem Schneidwerkzeug 12 zurückziehen oder eine Warnlampe erregt werden kann.

Masohine, die zum Bohren, Oberfläehenbearbeiten und Versenken verwendet wird.

Wenn die Maschine zum Bohren, Oberfläehenbearbeiten oder Versenken verwendet werden soll, ist es notwendig, die Vorgangs-Wählsohelbe 104 für diese Vorgänge einzustellen. Dadurch wird der mit der Leitung 105 in Berührung stehende Schalter 106 in Eingriff mit einer Leitung 250 (Fig. 7C) bewegt, der mit dem Potentiometer 108 in Eingriff stehend® Schalter 109 wird in Eingriff mit einer Leitung 251 bewegt, der mit der Leitung 242 in Berührung stehende Schalter 243 wird in Eingriff mit einer geerdet* en Leitung 252 bewegt und der mit der Leitung 244 in Berührung stehende Schalter 245 wird in Eingriff mit der Leitung 253 bewegt.

Es ist auch notwendig,die Wählscheibe 90 für die Werkzeuglebensdauer einzustellen, um den Eingang T» zu verändern. Die Festkosten-Wählscheibe 89 muß ebenfalls für diesen besonderen Vorgang eingestellt werden, um den Eingang T+ 6OB/C 'zu verändern. Selbstverständlich werden sowohl die Festkosten-Wählscheibe 89 als auch die Werkzeuglebensdauer-Wählscheibe 89 für Jeden der Vorgänge des Bohrens, Versenkens und Oberflächenbearbeitens verschieden eingestellt. Die Eingänge T* und T + 6OB/C des Strom-C 79/4 -46-

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kreises 70 sind für jeden dieser Vorgänge nicht gleich.

Es ist ferner notwendig, die Exponenten-Wählscheibe 93 (Pig· entsprechend dem Vorgang einzustellen. Der Exponent a ist 0,5 für Bohren, Oberflächenbearbeiten und Versenken.

Es kann auch notwendig sein, dem übersetzungsbereioh dta Zahnradgetriebes 23(Pig. 7A) zu verändern. Dies wäre erforderlich, um zu gewährleisten, daß V_ma„. wenigstens gleich ist 2 V*.

Es 1st auch notwendig, die Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 (Flg. 7E) einzustellen, um ein anderes Eingangssignal für die Transdiod· 78 zu erhalten, da sich V* und V_mQV verändert haben. Die maximale Schneidgeschwindigkeit V__Qv wird auf dem Schneidgeschwindigkeits-

Ml ClX

messer 102 (Fig. 7A) angezeigt und die Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 wird verdreht, bis das gewünschte V* auf dem Schneidgeschwindigkeitsmesser 85 erscheint.

Für das Bohren, Oberflächenbearbeiten und Versenken wird das Verhältnis Xt/X durch die folgende Gleichung angegeben:

I) ) 100

s—

^max '

fei, D* FT 100

te ¹ »>

In diesem Verhältnis ist η die Anzahl der Nuten des Schneidwerkzeuge s 12, D ist der Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 und P ist der auf das Schneidwerkzeug 12 wirkende Axialdruck. Die Schneidgeschwindigkeit Vl wurde erhalten bei Bearbeitung eines Werkstücks aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 mit einem Schneidwerkzeug aus dem gleichen Material und von derselben Art wie das Schneidwerkzeug 12. n* gibt die Anzahl der Nuten des Schneidwerkzeuges beim früheren Versuch an, D* ist der Durchmesser des Schneidwerkzeuges beim früheren Versuch und F* ist die axiale Druckkraft beim früheren Versuch. Bei diesem Versuch ergab sich auch T*, das die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges in Minuten angibt.
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Der Zähler des Verhältnisses X*/X wird über die Leitung 25O (Pig. 7C), den Schalter 106 und die Leitung 90* als ein Eingangs signal der Transdiode 79 zugeführt. Der Nenner des Verhältnisses X*/X wird über die Leitung 251, den Schalter 109 und die Leitung 89* als ein Eingangssignal der Transdiode 80 zugeführt.

Das Signal auf der Leitung 250 geht von einer positiven Gleichstrom-Spannungsquelle 254 aus und wird als ein Eingangssignal einem Punktionsverstärker 255 zugeführt, der ein Gleichstromverstärker" ist. Das von der Gleichstromquelle 254 herkommende Eingangssignal des Verstärkers 255 wird dunch ein Potentiometer 256 bemessen, dessen Arm mittels der Durchmesser-Wählscheibe 100 ein gestellt wird. Das Potentiometer 256 bemißt das Ausgangssignal der Gleichstromquelle 254 von 10 Volt mit D/D^. Der maximale

max

Widerstand des Potentiometers 256 beträgt das Zehnfache des Wertes eines Widerstandes 256', der zwischen der Gleichstromquelle 254 und dem Verstärker 255 eingeschaltet ist.

Das Ausgangssignal des Punktionsverstärkers 255 wird der Leitung 250 über ein Potentiometer 257 zugeführt, das durch eine Nutenzahl-Wählscheibe 258 einstellbar ist. Das Potentiometer 257 bemißt das Ausgangssignal des PunktionsVerstärkers 255 mit n/8. Das der Transdiode 79 aus der Leitung 250 zugeführte Signal beträgt daher 100 (n I) ) Volt.

Das Eingangssignal der Transdiode 79 enthält demnach keinen ver-_ä änderlichen Parameter, wenn die Maschine zum Bohren, Oberflächenbearbeiten oder Versenken verwendet wird. Sobald daher die Anzahl der Nuten auf dem Schneidwerkzeug 12 und der Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 ausgewählt sind, bleibt das aus der Leitung 250 der Transdiode 79 zugeführte Eingangssignal während des ganzen Sciineidvorganges unverändert.

Bei Verwendung der Maschine zum Bohren, Oberflächenbearbeiten oder Versehken ist ein Schalter 259 vorgesehen, welcher die Leitung 220 mit einem Punktionsverstärker 260 verbindet, der ein Gleichstromverstärker ist. Das Ausgangssignal des Demodulators 219 beträgt -10 F/F_max. Volt und wird über die Leitung 220 und den Schalter 259 als ein Eingangssignal dem Punktionsverstärker 260

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zugeführt. Das Ausgangssignal wird durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 261 mittels einer Axialdruekkraft-Wählschei·=· be 262 mit P /F* bemessen. Das Ausgangssignal des Demodulators 219 wird ferner durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 263 mittels einer Durchmesser-Wählscheibe 264 mit ^D*/^D _max ^emessen.

Das Ausgangssignal des Punktionsverstärkers 260 entspricht sei= nem negativen Eingangssignal. Das Ausgangssignal des Verstärkers 26O ist daher positiv, da sein Eingangssignal rqgativ war, weil das Ausgangssignal des Demodulators 219 negativ ist.

Ein Spitzenhaltestromkreis, der eine Qbde 265 und einen geerdeten Kondensator 266 enthält, überträgt die Spitze des Ausgangssignals des Verstärkers 260 auf ein Potentiometer 267. Das Ausgangssignal wird durch Einstellung des Armes des Potentiometers 267 mittels einer Nutenzahl-Wählscheibe 268 mit n*/8 bemessen· Das Signal des Potentiometers 267 wird der Leitung 251 zugeführt,, von welcher dasselbe über-den Schalter 109 als Teil des Eingangssig=· nals der Transdiode 80 zugeführt wird. Das der Transdiode 80 aus der Leitung 251 zugeführte Signal ist daher der Nenner von Xo/X und ist während des ganzen Sclineidvorganges veränderlich. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich der Axiaidruck während des Bohrens, Oberflächenbearbeitens oder Versenkens verändert und der Demodulator 219 liefert ein Signal, das zu diesem Axialdruck proportional ist.

Das dem statischen Frequenzwandler 83 zugeführte Ausgangssignal des Stromkreises 70 ist demgemäß dem auf das Schneidwerkzeug wirkenden Axialdruck logarithmisch proportional. Wenn daher der auf das Schneidwerkzeug 12 wirkende Axialdruck zunimmt, nimmt das Ausgangssignal des Stromkreises 70 ab, um die Drehgeschwindigkeit der Spindel 11 und des Schneidwerkzeuges 12 zu verringern. Beim Bohren, Oberflächenbearbeiten oder Versenken ist es erwünscht, die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 zu verringern, wenn der auf das Schneidwerkzeug 12 wirkende Axialdruck zunimmt.

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Außerdem ergibt eine Abnahme der Drehgeschwindigkeit des Sohneidwerkzeuges 12 auch eine Verringerung der Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16. Der Tachometergenerator 97 (Fig. 7A) führt ein Signal« das zur Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 direkt proportional ist, über 'die Leitung 103 dem Differential verstärker 160 zu (Pig. 7D). Das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 160 steuert dit Vorechubgeschwindigkeit des Tisches 16.

Bela Bohren, Oberfläohenbearbeiten und Versenken sind die Beschränkungen, welche verwendet werden, um die VorschubgesohwindLgkeit su verringern, wenn das Beschränkungsverhältnis den vorher bestimmten Wert von 0,8 überschreitet, das Drehmoment f^/M,, , der Axialdruck F/F_m(4_ und der Spindelmotorstrom I/I_ma^.. Bei den Vorgangen des Bohrens, Oberflächen]» arbeitens und Versenkens gibt es keine Beschränkung für die Ablenkung, well der Schalter 199' (Flg. 7D) in eine Offenstellung bewegt wird und der Schalter 182 sioh in einer Offenstellung befindet.

Die Dreheoeentbe»chrünkimf wlhlt den kleineren der beiden Drehmoment gren* wert· «us. liner derselben ist da* Drehmoment, das erforderlieh let ium Verwinden dt· Schneidwerkzeuge* 12 um eine bestirnte Anzahl von Graden, um das Rattern und Zerfasern der Schneidkante zu verhindern, während der andere Grenzwert das Dreh moment ist» das zum Abbreohtn de« Schneidwerkzeuges 12 erforderlioh 1st. Das zum Verwinden m eine bestimmte Anzahl von Graden erforderliehe Drehmoment 1st gewöhn!4h kleiner als das zum Abbrechen des Bohrers erforderliche Drehmoment. Das kleinere dieser beiden Drehmomente wird Jedoch durch die Drehmomentgrenzwert-Wähl scheibe 201 (Fig. 7C) sur Einwirkung gebracht, welche den Arm des Potentiometers 200 einstellt, ura das Ausgangssignal des Demodulators 116 mit M^ajj/^iim ^zu bemessen.

Die BeschränkungsVerhältnisse "/&■*<*„., F/F_ma_ und I/I___ werden alle dem Sbgang des DifferentialVerstärkers 100 (Pig. 7D) in der gleichen Weise zugeführt, wie vorefetliesi für die Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehen» beschriebet Hürde. Wenn eine dieser Beschränkungen den vorherbestimmten Wert von 0,8 überschreitet, beginnt dft« Ausgangssignsl des Differentialverstärker« 160 in der C 79/* -50-

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gleichen Weise abzunehmen, wie vorstehend für die Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehens beschrieben wurde. Ebenso wied die Mindestvorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 über die Leitung 175 und das Potentiometer 175 aufrechterhalten. Die Mindestvor-Schubgeschwindigkeit kann im Vergleich zur Mindestvorschubgeschwindigkeit für das Fräsen, Bohren und Dräen durch Einstellung der Wählscheibe 177 für die Mindestvorschubgeschwindigkeit verändert werden. Ebenso kann die maximale Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 gegenüber jener für die Vorgänge des Präsens, Bohrens und Drehens durch Einstellung der Wählscheibe 166 für die maximale Vorschubgeschwindigkeit verändert werden. Die Wählscheiben 166 und 177 sind für jeden besonderen Vorgang austauschbar und können gewünschtenfalls während des Vorganges ausgewechselt werden.

Wie bei den Vorgängen des Präsens, Bohrens und Drehens erwähnt wurde, wird außerdem der Mindestvorschubdetektor 248 verwendet,, um ein Signal zu erzeugen, wenn der Tisch 16 mit der Mindestvorschubgeschwindigkeit vorgeschoben wird. Dies kann dazu benützt werden, um ein Warnsignal zu erzeugen und/oder das Schneidwerkzeug 12 vom Werkstück 14 zurückzuziehen.

Die Uberdeckungsschaltung oder der Spalteliminator, welcher ermöglicht, daß der Tisch 16 mit der vierfachen maximalen Vorschubgeschwindigkeit vorgeschoben wird, wenn das Schneidwerkzeug 12 das Material des Werkstücks 14 bearbeitet und wenn das Potentiometer 102 so eingestellt ist, daß 25$ oder weniger der Spannung übertragen werden, wird auch bei den Vorgängen des Bohrens, Oberflächenbearbeitens und Versenkens verwendet. Dem Differentialverstärker 228 wird jedoch aus der Leitung 2J1 kein Eingangssignal zugeführt, weil der Schalter 2^1' offen ist. Eine zufällige Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12 je nach Art des ausgeführten Vorganges kann daher nicht als ein Eingangssignal auf den Verstärker 228 übertragen werden. Der Differentialverstärker 228 veranlaßt demgemäß die erhöhte Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16, wenn kein Drehmoment oder Axialdruck vorhanden ist. Ebenso wird die erhöhte Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 zum Stillstand gebracht, wenn ein Signal von -2 Volt auf der Leitung 252 oder ein Signal von -0,2 Volt auf der Leitung 233 dem C 79/4 .51.

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Differentialverstärker 228 zugeführt wird.

Der Differentialverstärker 241 (Fig. JC) wird auch verwendet, um den Mikroschalter 247 zu erregen., wenn die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges 12 beendet ist. Die ist der Fall, wenn die auf das Schneidwerkzeug 12 einwirkende axiale¹ Druckkraft F größer wird als die durchschnittliche tangentiale Schneidkraft F . Dies zeigt an, daß das Schneidwerkzeug 12 einen kritischen Abnützungszustand erreicht hat und/oder daß die Erhärtung des Materials des Werkstücks 14 auftritt.

Der Differentialverstärker 241 führt ein Ausgangssignal zu, um den Mikroschalter 247 zu erregen, sobald das Signal auf der Leitung 227 gleich dem Signal auf der Leitung 255 wird. Das vom Ausgangssignal des Demodulators 219 (Pig· 7A? herrührende Potential auf der Leitung 227 beträgt -10 P/P_max Volt und das Signal auf

der Leitung 255 beträgt 40 M/DF _o„ Volt. Da zwei M/D gleich ist

max

F , enthält das Signal auf der Leitung 253 die tangentiale Schneid-

kraft, während das Signal auf der Leitung 227 die axiale Druckkraft enthält.

Das Signal auf der Leitung 253 geht vom Ausgang eines Differentialverstärkers 270 aus (Fig. 7C). Der Differentialverstärker empfängt das Ausgangssignal des Demodulators 116 als ein Eingangssignal. Das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 27O entspricht daher dem negativen Eingangssignal des Demodulators 116, so daß das Ausgangssignal -10 M/M Volt beträgt.

Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 27O wird über eine Leitung 271 als ein Eingangssignal einem Funktionsverstärker 272 zugeführt, welcher ein Gleichstromverstärker ist, dessen Ausgang mit der Leitung 253 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 270 wird durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 273 mittels der Durchmesser-Wählscheibe 100 mit D /D bemessen und durch Einstellung des Armes eines Potentiometers 274 mittels eines Trimmers 275 mit M_mQ/D_m.F_mov bemessen. Das Ausgangssignal des Funktionsverstärkers 272 wird auch vervierfacht, weil der maximale Widerstand des Potentiometers 274 das Vierfache des maximalen Widerstandes des Potentiometers 273 beträgt. C 79/4 -52-

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Das Ausgangssignal des Punktionsverstärkers 272 beträgt 40 M/DP

Volt« Dieses Ausgangssignal wird über die Leitung 253 und den Schalter 245 als ein Eingangssignal dem Differentialverstsrker 241 zugeführt. Die Leitung 227 ist auch mit der Leitung 255 verbunden, so daß dieselbe über den Schalter 245 dem Verstärker ein Eingangssignal zuführt. Dem Verstärker 241 wird daher nur die Differenz der beiden Signale zugeführt. Wenn diese Differenz infolge Zunahme der axialen Druckkraft P Null wird, führt der Differentialverstärker 241 über die Leitung 246 ein Ausgangssignal zu₅ um den Mikroschalter 247 zu betätigen.

Der Mikroschalter 247 kann somit verwendet werden, um eine Warnlampe zu erregen und/oder das Schneidwerkzeug 12 vom Werkstück zwecks Austausches des Schneidwerkzeuges 12 zurückzuziehen.

Zusammenfassung der Vorgänge des Bohrens, Oberflachenbearbeitens und Versenkens.

Bei Betrachtung der Wirkungsweise einer Maschine, die zum Bohren, Oberflächenbearbeiten oder Versenken verwendet wird, soll auf Fig. 9 Bezug genommen werden, in welcher ein Blockdiagramm die betreffenden Teile des Stromkreises gemäß den Figuren 7A-7E zeigt. Der Stromkreis 70 erzeugt ein Ausgangssignal, das zu dem auf das Schneidwerkzeug 12 einwirkenden veränderlichen Axialdruck logarithmisch proportional ist. Dieses Signal wird von der Axialdrucksensoreinheit 213 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 wird verwendet, um das Schneidwerkzeug 12 mit der gewünschten Drehzahl zu drehen. Wenn das Signal des Stromkreises-70 zunimmt, nimmt auch die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 zu. Wenn das Signal des Stromkreises 70 infolge einer Zunahme des Signals des Axialdrucksensors 213 abnimmt, wird die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 verringert.

Über die Leitung IO3 wird der Tisch 16 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, welche zur Drehgeschwindigkeit des Sehneidwerkzeuges 12 proportional ist. Wenn jedoch eines der Beschränkungsver-C 79/4 -53-

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hältnisse den vorherbestimmten Wert von 0,8 überschreitet, ist die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 nicht langer zur Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 proportional, sondern wird in Übereinstimmung mit dem zunehmenden Beschränkungsverhältnis verringert.

Außerdem ist über die-Leitung 173 und das Potentiometer 175 ein Mindestvorschub des Tisches 16 vorgesehen, so daß der 'Tisch 16 weiter mit einer Mindestvorschubgeschwindigkeit angetrieben wird, selbst wenn das Beschränkungsverhältnis bewirkt, daß das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 160 unter diese Mindestvorschubgeschwindigkeit abnimmt. Dadurch wird gewährleistet, daß der Tisch 16 mit einer Mindestvorschubgeschwindigkeit angetrieben wird.

Die Überdeckungsschaltung (der Spalteliminator) spricht auf das Drehmoment und den Axialdruck nur an, wenn die Maschine für die Vorgänge des Bohrens, Oberflächenbearbeitens oder Versenkens verwendet wird. Wenn von der Drehmomentsensoreinheit 32 oder der Axialdrucksensoreinheit 213 kein Signal geleert wird, bewirkt die Überdeckungsschaltung, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 auf das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit erhöht wird, wenn das Schneidwerkzeug 12 das Material des Werkstückes 14 bearbeitet und wenn das Potentiometer 162 so eingestellt ist, daß 25J^ oder weniger der Spannung übertragen werden.

Der Differentialver^tärker 241 betätigt den Mikroschalter 247, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches das Ende der Lebensdauer des Werkzeuges 12 anzeigt, wenn die beiden Eingangssignale des Differentialverstärkers 241 gleich werden. Das eine Eingangssignal ist zum Ausgangssignal der Drehmomentsensoreinheit 32 direkt proportional und das andere Eingangssignal ist zum Ausgangssignal der Axia^eüloreinheit 213 direkt proportional.

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Maschine zum Gewindeschneiden.

Wenn die Maschine zum Gewindeschneiden verwendet werden soll« ist es notwendig, die Vorgangs-Wählscheibe 104 (Pig» 7C) für diesen Vorgang einzustellen. Die Vorgangs-Wählscheibe 104 wird in die gleiche Stellung eingestellt, wie für das Bohren* Oberflächenbearbeiten und Versenken, wobei der Schalter 106 mit der Leitung 250 und der Schalter IO9 mit der Leitung 251 in Eingriff kommt. Die Einstellung der Vorgangs-Wählscheibe 104 für den Gewindeschneidvorgang bringt jedoch die Schalter 243 und 245 in eine neutrale Stellung, so daß dem Differentialverstärker 241 kein Eingangssignal zugeführt wird.

Sowohl die FestkostenyWählscheibe 89 als auch die ¥erkg©iigi@bsas° dauer-Wählscheibe 90 müssen eingestellt werden, um die g ten Eingänge T* und t+60B/C für den Gewindesohneidvorgang zn erhalten. Diese Eingangssignale werden den Transdioden 79 in der gleichen Weise zugeführt, wie vorstehend besehrieben.

Es ist auch notwendig, die Expone&fcen-WMhXseheifo® 93 (Figo JE für das Gewindeschneiden einzustellen« Dar Exponent a ist 0,5 das Gewindeschneiden. Der überse'u-zunggbereich für das ZahnFadg©-= triebe 22 (Fig. 7A) wird ebenfalls zu verändern sein» Dies vMr® erforderlich, um zu gewährleisten^, daß V_mav wenigstens gleleh ist 2 V*. Die Grunddrehzahl-Wählscheibe 84 (Pig«. 7E) mui eingestellt werden, urnein anderes Eingangssignal für äie Transdiode 78 gu erhalten, da sich ¥a und V verändert haben. Menu auf dem MeI= gerät 102 (FIg₀ 7A) die Schneidgeschwindigkeit V_mav angezeigt . wird, da sich die Spindel 11 im Ubersetzungsbereich des getriebes 23 mifc ihrer maximalen Drehzahl drehfcj, wird die drehzahl-Wählscheibe 84 eingestellt, bis das gewünschte Ys auf dem Meßgerät 85 erscheint.

Pur das Gewindeschneiden wird das Verhältnis Xm/X durch die fol gende Gleichung angegeben:

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X*/X = (η D ) 10

max

(η* D* ) Μ10

In diesem Verhältnis ist η die Anzahl der Nuten des Schneidwerkzeuges 12, D ist der Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 und M ist das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12. Die Söhneidgeschwindigkeit Va- wurde erhalten bei Bearbeitung eines Werkstücks aus dem gleichen Material wie das Werkstück 14 mit einem Schneidwerkzeug aus dem gleichen Material und von der gleichen Art wie das Schneidwerkzeug 12. n* ist die Anzahl der Nuten des Schneidwerkzeuges bei dem frühren Versuch, D* ist der Durchmesser des Schneidwerkzeuges bei dem früheren Versuch und M# ist das Drehmoment bei dem früheren Versuch. Dieser Versuch ergab auch T*, das die Lebensdauer des Schneidwerkzeuges in Minuten angibt. D wurde bereits oben definiert.

Der Zähler des Verhältnisses X»/X wird über die Leitung 250 und den Schalter 106 als ein Eingangssignal der Transdiode 79 in der gleichen Weise zugeführt, wie oben für die Vorgänge des Bohrens, Oberflächenbearbeitens und Versenkens beschrieben wurde. Dieses Eingangssignal ist genau das gleiche, da der Zähler von X*/X der gleiche ist wie für das Bohren, Oberflächenbearbeiten und Versenken.

Wie bereits oben für die Vorgänge des Bohrens, Oberflächenbearbeitens und Versenkens erwähnt wurde, enthält das Eingangssignal der Transdiode 79 keinen veränderlichen Parameter, wenn die Maschine zum Gewindeschneiden verwendet wird. Sobald daher die Anzahl der Nuten auf dem Schneidwerkzeug 12 und der Durchmesser des Schneidwerkzeuges 12 ausgewählt sind, bleibt das von der Leitung 250 auf die Transdiode 79 übertragene Eingangssignal während des ganzen Gewindeschneidvorganges unverändert.

Wenn die Maschine zum Gewindeschneiden verwendet wird, ist der Schalter 259 (Fig. 7C) über die Leitung 27I und eine Leitung 276 mit dem Ausgang des Differentialverstärkers 27Ο verbunden. C 79/4 · -56-

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Das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 270 beträgt -10 M/M_mQ „ Volt und wird durch Einstellung des Armes eines Poteniometers 277 in der Leitung 276 mit M_max/M* bemessen. Der Arn des Potentiometers 277 wird durch eine Grunddrehmosent-Wählsefieibe 278 eingestellt. Das Eingangssignal des Funktionsverstärkers 260 wird durch entsprechende Einstellung des Armes des Potentiometers 265 mittels der Grunddurctaesser-wahlseheilbe 264 mit Tt*/B_mav be-

JlIdLX

messen. Das Ausgangssignal des Verstärkers 260 ist positiv, da sein Eingangssignal negativ war.

Der Spitzenhaltestromkreis, eier die Diode 265 und den geerdeten Kondensator 266 enthält, fiberträgt die Spitze des Ausgangssignals des Verstärkers 260 auf das Potentiometer 267· Das Äusgangssignal des Verstärkers 260 wird durch Einstellung des Arnes des Potentiometers 267 mittels der Nutenzahl-Wählseheibe 268 mit n*/8 bemessen.

Das Signal des Potentiometers 267 beträgt daher 10 (nar Dg)M Volt.

fr ^W

Dies ist der Nenner von jQt/X. Das der Transdiode 80 aus der Leitung 251 zugeführte Signal ist demgemäß der Kenner von Jüt/X und während des ganzen GewindeschneidVorganges veränderlich, weil sich das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 während des Gewindeschneidens verändert, so daß der Demodulator 116, dessen Ausgangssignal als ein Eingangssignal dem Differentialverstärker 270 zugeführt wird, ein zum Drehmoment proportionales Signal liefert.

Das dem statischen Frequenzwandler 83 (Fig. 7A) zugeführte Ausgangssignal des Stromkreises 70 ist demgemäß zum Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 logarithmisch umgekehrt proportional. Wenn daher das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 zunimmt, nimmt das Ausgangssignal des Stromkreises 70 ab, um die Drehgeschwindigkeit der Spindel 11 und des Schneidwerkzeuges 12 su verringern. Beim Gewindeschneiden ist es erwünscht, die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 zu verringern, wenn das Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 zunimmt.

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Außerdem wird durch eine Abnahme der Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 die Vorsehubgeschwindigkeit des Tisches 16 verringert, da das Ausgangssignal des DifferentialVerstärkers 160 (Pig. 7D) die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 direkt proportional zur Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 steuert. Dieses Signal wird dem Differentialverstärker 160 über die Leitung 103 vom Tachometergenerator 97 (Fig. 7A) zugeführt.

Beim Gewindeschneiden muß die Vorsehubgeschwindigkeit des Tisches 16 für Jede Umdrehung des Sehneidwerkzeuges 12 unverändert bleiben. Diese Vorsehubgeschwindigkeit wird durch die Wählscheibe 166 für die maximale Vorsehubgeschwindigkeit eingestellt.

Die einzige Möglichkeit, eine Überlastung des Schneidwerkzeuges 12 unü/oder der Maschine zu verhindern, wenn beim Gewindeschneiden ein DrehiBOmentgrenzwei*t oder eine Motorstrombeschränkung überschritten wird, besteht daher darin.* die Vorschubrichtung des Tisches 16 und die Drehriehtung des Schneidwerkzeuges 12 umzukehren. Bei einem Gewindeschneidvorgang ist öeragemäß ein Schalter 279 (Fig. 7D) vorgesehen, um das Bed. ais 249 tnit dem Spindelmotor (Fig. 7A) mechanisch zu verblasen. BIe mechanische Verbindung zwischen dem Relais 2^9 uncfdeiß Motor 22 ist durch die unterbrochene Linie 281 angedeutet.

Der Schalter 279 ist sash mit den Schaltern 171 und 208 mechanisch verbunden, um öie Diode I69 bzw. die Diode 207 mit dem Relais 249 zu verbinden. Wenn daher entweder die Diode I69 oder die Diode 207 leitet, weil das Beschränkungsverhältnis ^M/^Mi_im oder l/l den Wefct 0,8 überschreitet (wie oben beschrieben wurde), wird das Relais 249 erregt.

Infolgedessen wird die Drehrichtung des Spindelmotors 22 durch die mechanische Verbindung 281 zwischen dem Relais 249 und dem Motor 22 umgekehrt. Ebenso wird die Drehriehtung des Vorschubmotors 19 (Fig. 7A) für den Tisch 16 durch die (mit*der unterbrochenen Linie 249* angedeutete) mechanische Verbindung zwischen dem Refeis 249 und deia Motor I9 umgekehrt.

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M, . ist im BeschränkungsverhälinLs ^M/^Mii_m das kleinere Drehmoment, das zum Abbrechen des Schneidwerkzeuges 12 erforderlich ist, und das Drehmoment, das ein abgenütztes Schneidwerkzeug anzeigt. M₁. wird durch die Drehmomentgrenzwert-Wählscheibe 201 (Pig. 7C) eingestellt.

Da hohe Gewindeschneiddrehmomente darauf zurückzuführen sind, daß sich in manchen Fällen Späne in den Nuten festsetzen, enthält das Motorumkehrrelais 249 eine ZeitVerzögerungsauslösung, welche die Drehrichtung des Spindelmotors 22 und des Vorschubmotors 19 nach einem vorherbestimmten Zeitraum wieder in die Vorwärtsrichtung umschaltet. Diese Zeitverzögerungsauslösung ermöglicht, daß der Spindelmotor 22 und der Vorschubmotor 19 während eines festgesetzten Zeitraumes in der ümkehrrichtung umlaufen. Dies ist gewöhnlich ausreichend, um Späne aus den Nuten des Schneidwerkzeuges 12 zu entfernen.

Dieses Umlaufen des Motors 22 und des Motors 19 in der Vorwärts- und ümkehrrichtung wird fortgesetzt, bis das Schneidwerkzeug 12, welches ein Gewindeschneider ist, die gewünschte Tiefe erreicht^ bis zu welcher das Werkstück 14 einzuschneiden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Grenzschalter auf der Maschine, die vorher auf die gewünschte Tiefe des SehneidVorganges eingestellt wurden^ das Schneidwerkzeug 12 vollständig zurückgezogen. Diese Zurückziehung des Schneidwerkzeuges 12 durch. Umkehrdrehung des Motors 19 wird in der bei Gewindeschneidmaschinen bekannten Weise ausge» führt.

Dem Differential verstärker I60 wird kein Eingangssignal sugeführt,, entweder wegen des auf das Schneidwerkzeug 12 wirkenden Axialdrucks oder wegen der Ablenkung des Schneidwerkzeuges 12. Dies geschieht durch öffnen der Schalter 199* und 221^f. Der Schalter 221^f ist mit dem Schalter 279 zwecks gemeinsamer Betätigung mechanisch verbunden.

Der Differenzialverstärker 228 der Spalteliminatorschaltung ist während des Gewindeschneidens wirksam. Nur die Leitungen 252 und 233 führen jedoch dem Differentialverstärker 228 Eingangssignale zu, da der Schalter 2j51' geöffnet ist. In der gleichen Weise, wie C 79Λ -59-

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für das Bohren, Oberflächenbearbeiten und Versenken beschrieben wurde, wird daher die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 während des Gewindeschneidens auf das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit erhöht, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 nicht in Eingriff steht und wenn das Potentiometer 162 so eingestellt ist, daß 25$ oder weniger der Spannung übertragen werden.

Wenn der Differentialverstärker 241 und der Mikroschalter 247 nicht verwendet werden, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches das Ende der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges 12 während des Gewindeschneidens anzeigt, wird das Schneidwerkzeug 12 nicht tiefer in das Werkstück 14 eindringen, ohne Rücksicht auf die Wirkung der Beschränkung, die erfolgt, wenn M/M,, gleich 1 wird. Dies ist zurückzuführen auf die Reibung zwischen der Schneidkante des Werkzeuges 12 und dem Werkstück 14, die durch starke Abnützung des Werkzeuges bewirkt wird und die den größten Teil des Schneiddrehmoments hervorruft,

Wenn dies eintritt, überträgt ein Steuerteil 283 für die manuelle Zurückziehung ein Signal auf das Relais 249, um die Drehrichtung des Spindelmotors 22 und des Vorschubmotors I9 umzukehren, so daß das Schneidwerkzeug 12 vom Werkstück 14 zwecks Auswechselns des Werkzeuges zurückgezogen wird.

Zusammenfassung des Gewindeschneidvorganges

Bei Betrachtung der Wirkungsweise einer Maschine, die zum Gewindeschneiden verwendet werden soll, wird auf Fig. 10 Bezug genommen, in welcher ein Blockdiagramm die zum Gewindeschneiden verwendeten Teile des Stromkreises gemäß den Figuren 7A - 7E zeigt. Der Stromkreis 70 erzeugt ein Ausgangssignal, das zum Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 logarithmisch umgekehrt proportional ist. Dieses Signal wird dem Stromkreis 70 von der Spindeldrehmoment-Sensoreinheit 32 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 wird verwendet, um das Schneidwerkzeug 12 mit der gewünschten Drehzahl zu drehen. Wenn C 79/4 · -60-

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das Signal des Stromkreises 70 zunimmt, nimmt auch, die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 zu. Wenn das Signal des Stromkreises 70 infolge einer Zunahme des Signals der Spindeldrehmoment -Sensoreinheit 32 abnimmt, wird die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 verringert.

Über die Leitung 103 wird der Vorschubtisch 16 Mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die zur Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 proportional ist» Wenn jedoch eines der Beschränkungsverhältnisse des Drehmoments oder des Mofcorstromes den vorherbestimmten Wert von 0,8 überschreitet, wird das Relais 249 erregt, um die Umkehrung der Drehrichtung des Spindelmotors 22 und des Vprschubmotors 19 zu bewirken. Nach einem vorherbestimmten Zeitraum wird das Relais 249 stromlos gemacht, so daß der Motor 22 und der Motor I9 wieder in der Vorwärtsrichtung angetrieben werden.

Die SpalteliminatForschaltung spricht auf das Drehmoment und den Axialdruck nur an, wenn die Maschine zum Gewindeschneiden verwendet wird. Wenn die Drehmomentsensoreinheit 32 oder die Axialdrucksensoreinheit 213 kein Signal liefert, bewirkt die Spalteliminatorschal tung, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 auf das Vierfache der maximalen Vorsehubgeschwindigkeit erhöht wird, wenn» das Schneidwerkzeug 12 das Material des Werkstücks 14 bearbeitet und wenn das Potentiometer 162 so eingestellt ist, daß 25$ oder weniger der Spannung übertragen werden.

Wenn das Schneidwerkzeug 12 nicht tiefer in das Werkstück 14 eindringt, ohne Rücksicht auf die erfolgte Wirkung der Beschränkung, ist es Zeit, das Schneidwerkzeug 12 auszuwechseln. Der Steuerteil 283 für die manuelle Zurückziehung führt daher dem Relais 249 ein Signal zu, um die Umkehrung der Drehriehtung des Spindelmotors 22 und des Vorschubmotors 19 zu bewirken, so daß das Schneidwerkzeug 12 vom Werkstück 14 zwecks Auswechselns des Schneidwerkzeuges 12 zurückgezogen werden kann.

Das Eingangssignal des Relais 249 kann in einer numerischen Steuervorrichtung für automatische Steuerung prograaaaiert werden, statt durch den Steuerteil 283 manuell gesteuert zu werden. Wenn

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daher die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung eine numerische Steuervorrichtung verwendet, überträgt dieselbe ein Signal auf das Relais 249 nach einer vorherbestimmten Zahl von Umkehrbewegungen des Tisches 16 in einem vorherbestimmten Zeitraum.

Maschine zum Ausreiben <

Wenn die Maschine zum Ausreiben verwendet werden soll, werden die Vorgangs-Wählscheibe 104 (Fig. 7C) und die Exponenten-Wählscheibe 93 (Pig· 7E) in der gleichen Stellung angeordnet wie für das Gewindeschneiden. Der Schalter 106 kommt daher mit der Leitung 250 in Eingriff und der Schalter 109 kommt mit der Leitung 251 in Eingriff. Die Schalter 243 und 245 bleiben in der neutralen Stellung.

Sowohl die Festkosten-Wählscheibe 89 als auch die Werkzeuglebensdauer-Wählscheibe 90 müssen eingestellt werden, um die gewünschten Eingänge T* und t+60B/C für den Ausreibvorgang zu erhalten. Diese Eingangssignale werden den TraBsdioden 79 und 80 in der gleichen Weise zugeführt, wie oben besehrieben wurde.

Der Übersetzungsbereieh des Zahnradgetriebes 23 kann ebenfalls zu verändern sein, gegenüber dem Bereich, der bei einem der anderen Vorgänge verwendet wurde. Dies wäre erforderlich, um zu gewährleisten, daß ¥_M__w wenigstens gleich ist zwei V*. Die Grund-

In EIjC

drehzahl-Wählscheibe 84 (Fig. 7E) muß eingestellt werden, um ein anderes Eingangssignal für die Transdiode 78 zu erhalten, da

V* und V gegenüber den anderen Vorgängen verschieden sind, max

Wenn auf dem Meßgerät 102 (Fig. 7A) die maximale Schneidgeschwindigkeit V angezeigt wird, da sich die Spindel 11 im ausgewählmax ,

ten Übersetzungsbereieh des Zahnradgetriebes 23 mit ihrer maximalen Drehzahl dreht, wird die Grunddrehzahl-Wählseheibe 84 eingestellt, bis das gewünschte V* auf dem Meßgerät 85. erscheint.

Für das Ausreiben ist das Verhältnis X*/x das gleiche wie für das Gewindeschneiden. Die verschiedenen Werte in diesem Verhältnis werden jedoch entsprechend dem Ausreibvorgang verändert. Für das Ausreiben muß ein anderer Versuch verwendet werden als für das

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Gewindeschneiden, so daß für V*, na, D*, Mäf und T® andere Werte erhalten werden als für das Gewindeschneiden.

Die Eingangssignale werden den Transdioden 79 und 80 In der glei~ efaen Meise zugeführt, wie vorstehend für den Gewindescnn©!dvorgang beschrieben wurde. Die verschiedenen Wählscheiben müssen jedoch entsprechend dem besonderen Ausreibvorgang eingestellt werden.

Das dem statischen Frequenzwandler 83 zugeführte Ausgangssignal des' Stromkreises 70 ist daher wie beim Geviindeschneiden zum Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 logarithmisch umgekehrt proportional« Eine Zunahme des Drehmoments des Sehneidwerkzeuges 12 ez³» gibt- sine Abnahme des Ausgangssignals des Stromkreises JO₁, um di©" Drehgeschwindigkeit der Spindel 11 und ä@s Sotasidi-Ksifeauges 12 zu "verringern. Ebenso ergibt ein© Äbaaäfli© des Dretaosaenfes das Schneidwerkzeuges 12 eine Zunahme der Breiigeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12, da das Ausgangs signal des Sferomkräses JO zu-

Das Äüsgangssignal des Differentia-IiferstErkers I60 st@ta©rt die Ycrsehubgeschwindigkeit des Tisches 16 direkt proportional zur Drshg3schwindigkeit des Schngidwerkzeiiges 12. Das Äusgaagssigaal des Differential Verstärkers I60 kami duroh die uai^sciiiedensn B©= s C'hr&ikungs Verhältnisse verringert oder-durch die Spaltelimina= tor-EGhaltung aufgehoben werden.

aE sind die BesehränkuQgeii_s die verwendet werden^ um He 7crseliUf3geselr.fi2?.digkeit zu verringern^ wenn das Bssctelnictang den voi-fcerbestiramten Wert von O.,8 überschreitefc^ das M/M, _t , der Axialdruck P/F und der Spindelifflotor

AjLkI max

_tr, is Ablenkunta: gibt es kein Bescliränloingssignali, da dieser Parameter- beim Augreiben nicht wiehtig isto Di© Sehalter 199* UBd 183 sind daher offen.

Da -5iese BsseliPlnkuiigaii die gleichen sind wie für die Vorgänge des Behrens, Oberflächenbearbeitens und Versenkens vorstehend angegeben wurde₅ werden diese Eingangs signale des Differential Verstärkers 16O nieht näher besehrieben. M,. ist das kleinere Drehmo-

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BAD ORIGlNAl.

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ment, das zum Abbrechen des Schneidwerkzeuges 12 erforderlich ist, oder das Drehmoment, welches ein abgenütztes Schneidwerkzeug anzeigt. Das kleinere dieser beiden Drehmomente wird durch die Drehmomentgrenzwert-Wählscheibe 201 (Fig. 7C) zur Einwirkung gebracht .

Der Differentialverstärker 228 (Fig. 7D) der Spalteliminatorschaltung ist während des Ausreibens wirksam. Nur die Leitungen 2^2 und 2^3 führen dem Differentialverstärker 228 Eingangssignale in der gleichen Weise zu, wie für das Bohren, Oberflächenbearbeiten, Versenken und Gewindeschneiden beschrieben wurde, da der Schalter 2^1^! geöffnet ist. Die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 wird daher während des Ausreibens auf das Vierfache der maximalen Vorschubgeschwindigkeit erhöht, wenn das Schneidwerkzeug 12 mit dem Werkstück 14 nicht in Eingriff steht und wenn das Potentiometer I62 so eingestellt ist, daß 25$ oder weniger der Spannung übertragen werden.

Wenn der Differentialverstärker 241 und der Mikroschalter 247 nicht verwendet werden, um ein Steuersignal zu erzeugen, welches das Ende der Lebensdauer des Schneidwerkzeuges 12 während des Ausreibens anzeigt, wird das Schneidwerkzeug 12 nicht £iefer in das Werkstück 14 eindringen, ohne Rücksicht auf die erfolgte Wirkung der Beschränkung, wenn M/M-, . gleich 1 wird. Dies ist zurückzuführen auf die Reibung zwischen der Schneidkante des Werkzeuges 12 und dem Werkstück 14, die durch starke Abnützung des Werkzeuges bewirkt wird und die den größten Teil des Schneiddrehmoments hervorruft. Mit anderen Worten, der Vorschub hat auf Null abgenommen, aber es erfolgt keine Verringerung des Ausreibdrehmoments, da dieses Drehmoment durch die Reibung eines abgenützten Werkzeuges verursacht wird, das durch den Vorschub nicht beeinflußt wird.

Wenn dies eintritt, kann der Steuerteil 283 für die manuelle Zurückziehung betätigt werden, der auf das Relais 249 ein Signal überträgt, um die Drehrichtung des Vorschubmotors 19 umzukehren. Es ist zu bemerken, daß das Relais 249 mit dem Motor I9 mechanisch verbunden bleibt, selbst wenn der Schalter 279 wieder auf seine normale Wirkungsweise .zurückgeführt wird. Da die Drehrichtung des

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BAD ORIGINAL

Vorschubmotors 19 umgekehrt wurde, wird das Schneidwerkzeug 12 vom Werkstück 14 zwecks Auswechselns des Werkzeuges zurückgezogen.

Außerdem kann der Mindestvorschubdetektor 248 zum Umkehren des Motors 19 verwendet werden. Der Detektor 248 erzeugt ein Signal, um anzuzeigen* daß sieh die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches 16 auf dem vorherbestimmten Minimum befindet» Dieses Signal kann verwendet werden, um das Relais 249 zu erregen, so daß die Drehrichtung des Vorschubmotors 19 umgekehrt wird, um die Zurückziehung des Schneidwerkzeuges 12 vom Werkstück 14 zwecks Auswechselns des Werkzeuges zu bewirken.

Zusammenfassung des Ausreibvorganges

Bei Betrachtung der Wirkungsweise einer Maschine, die zur Ausführung eines Ausreibvorganges verwendet werden soll, wird auf Fig. 11 Bezug genommen, in welcher ein Blockdiagramm die zum Ausreiben verwendeten Teile des Stromkreises gemäß den Hguren 7A-7E zeigt. Der Stromkreis 70 erzeugt ein Ausgangssignal, das zum Drehmoment des Schneidwerkzeuges 12 logarithmisch umgekehrt proportional ist. Dieses Signal wird dem Stromkreis 70 von der Spindeldrehmoment-WählSensoreinheit 32 zugeführt.

Das Ausgangssignal des Stromkreises 70 wird verwendet, um das Schneidwerkzeug 12 mit der gewünschten Drehzahl zu drehen. Eine Zunahme des Drehmoments bewirkt daher eine Abnahme des Ausgangssignals des Stromkreises 70, so daß die Drehzahl des Schneidwerkzeuges 12 verringert wird. Ebenso bewirkt eine Zunahme des Ausgangssignals der Drehmomentsensoreinheit 32 eine Zunahme des Signals des Stromkreises 70, so daß die Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 erhöht wird.

Über die Leitung 103 und den Different!alverstärker 160 wird der Vorschubtisch 16 mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die zur Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 proportional ist. Wenn jedoch eines der Beschränkungsverhältnisse des Drehmomentsτ dee Axialdrucks oder des Motorstroms den vorherbestimmten Wert

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von 0,8 überschreitet, ist die Vorsehiibgeschwindigkeit des Tiseiies 16 sup Drehgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 12 nicht langer proportional, sondern wird entsprechend einem Signal verringert, däj durch eines der zuneigenden BesehränkungsVerhältnisse erseurt

über die L^tur,- 173 ¹^d das Potentiometer 175 wird der Tisch 16 mit einer f'ind.jtvarschubgeschwindlgkeit angetrieben, und zwar auch dan;;. e.n . das Bescär-änkungsverhältnis bewirkt, daß das Ausgangs.·/,. ^?a3 les Differential Verstärkers 160 unter die Mindestvor-sehub/ e- -hi,;-idigkeit ibiiinunt. Bac&areh wird gewährleistet, daß der Tisch Io mit einer Klndestvorsefeabgesohwindigkeit angetrieben wird.

Die SpalteliniinatorscIial'iUiig sprle-Mi sasf das Drehmoment und den Axialdruok nur an, wenn -:!*<= Maschine zms. Ausreiben verwendet wird. Wenn die DreliiBGsen^sensor-elEilisife J2 oder die Axialdrucksensoreinheit .'-15 ksiia Signal lisfert, "Dewirkt die Spalteliminafeorsöhaltuug, --aß dis Torsctebg^ssteliiilgiceit des Tisches 16 auf das ¥ier"a-^:-2e ier maximalen ^FaiäEi&geec-risJiiiäigkeit erhöht wird, weßn das Semeidwerkssag 12₅ ici2 sin lliasbste-^ir ist, das Material des Werkstücks? 14 fcsarfceitet oai wssa das Potentiometer 162 so elogestellt is«, daß 25^ oder- weniger der Spannung übertragen werden.

Wenn das Schneid:.-^/tissiig 12 nicht tiefer in das Werkstück 14 eindringt, ohne RwDhsieht auf die Wirkung der Beschränkung, ist es Zeit, das Schneidwerkzeug 12 aassaweshseln. Demgemäß wird entweder der Steuerteil 283 für die manuelle Zurückziehung oder der Mindestvorschubdetekfcor 24& verwendet, um das Relais 249 zu erregen, damit die Drehrichtung des ¥orschubmotors 19 umgekehrt wird, so dai3 das Schneidwerkzeug 12 λγοσβ Werkstück 14 zwecks Auswechselns des Schneidwerkzeuges 12 zurückgezogen werden kann.

Das Eingangssignal des Relais 249 ksa in einer numerischen Steuervorrichtung füs? aatomatiscfee Sfeeifs-Riiig programmiert werden, st-att durch con Siiauerfceil 2S5 oi&i? des KizLässtvoFsehubdetektor 24c gesteuert zu werden. Wenn SaÜiSi? öle Steuereinrichtung gemäß der Erfindung eine numerische Steuer^orrichttaig verwendet, über-

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trägt dieselbe ein Signal auf das Relais 249 nach einer vorherbestimmten Zahl von Umkehrbewegungen des Tisches 16 in einem vorherbestimmten Zeitraum.

Obwohl bei der beschrefebenen Steuereinrichtung gemäß der Erfindung ein Analogrechner verwendet wird, kann dieselbe selbstverständlich auch mit einem Digitalrechner für einen allgemeinen oder besonderen Zweck verwendet werden. Bei einer solchen Anordnung wird in den Leitungen 116*, I38, 150, I70 und 220 ein Analog-Digitalumwandler verwendet, um die Ausgangssignale für die Verwendung im Digitalrechner umzuwandeln, während ein Digital-Analogumwandler in den Leitungen 81 und I6j5 verwendet wird, um die Eingangs signale in Analogsignale umzuwandeln. Diese Arten der Umwandler sind bekannt.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin,, daß sie die maximale Ausnützung eines Schneidwerkzeuges mit einem Minimum an Kosten , ermöglicht. Ein anderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Herstellung von Teilen mit niedrigeren Stückkosten ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Programmierung von Drehzahlen und Vorsohubgeschwlndigkeiten für einen Schneidvorgang vereinfacht. Noch ein anderer Vorteil der Erfindung !gesteht darin, daß sie die Verwendung Werkzeuges über seine rentable Lebensdauer hinaus verhindert Noch ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß a das Abbrechen des Schneidwerkzeuges verhindert und das Versehrotten von Teilen verringert.

Patentansprüche

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Claims (18)

1. Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i ρ I.-1 ng. H B E RKE N F E LD, Patentanwälte, Köln

   Anlage Aktenzeichen

   zur Eingabe vom 14. April 1969 Sch// Name d. Anm. THE CINCINNATI MILLING

   MACHINE CO.

   Patentansprüche

   Elektronische Schaltung zur Steuerung der Wirkungsweise von Arbeitsteilen, insbesondere der Drehantriebseinrichtung eines Werkzeugträgers und der Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen einem Werkstückträger und einem vom Werkzeugträger getragenen Werkzeug in einer Werkzeugmaschine in Abhängigkeit von entsprechenden elektrischen Steuersignalen, weiche durch Sensoren erzeugt werden, die zum Abtasten und Erzeugen von ArbeitsSignalen angeordnet sind, welche die augenblicklichen Betriebsbedingungen des Bearbeitungsvorganges darstellen, wobei die Sensoren wahlweise mit dem Eingang von elektronischen Auswerte- und Berechnungsstromkreisen verbunden sind., um die elektrischen Steuersignale au erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungsstromkreise einen Punktionsgenerator (70) enthalten, dessen Ausgangssignale logarithmische Funktionen eines oder mehrerer der durch den Sensor erzeugten Arbeitssignale sind, welche einer oder mehreren Eingangsklemmen des logarithmischen Punktionsgenerators zugeführt werden, dessen Ausgang mit wenigstens einem entsprechenden Steuerteil (85,160) für die Antriebseinrichtungen (19,22) des Werkstückträgers bzw. des Werkzeugträgers verbunden ist.
2. 2. 4 Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stromkreis-und Schaltungsteile (104,107,108, 109,105,106,251,259,270) zwischen die Sensoren 02,37-40,24-31, 131,132,53-56,213) und die verschiedenen Eingänge des Punktionsgenerators (70) eingeschaltet sind, um während eines Fräs-, Bohroder Drehvorganges den betreffenden Eingängen des Punktionsgenerators (70) ein die Schneidkraft darstellendes Arbeitssignal und

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   ein die Werkseugablenkung darstellendes Arbeitssignal zuzuführen« so daß der Generator entsprechende Ausgangssignale erzeugen kann, die zu den Schneidkraft- und WerkzeugablenknngsSignalen logarithmisch direkt proportional sind.
3. 3· Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Vorgang des Bohrens, Oberfläehenbearbeitens oder Versenkens die Stromkreis- und Scnaltungstelle (251,109,259) zwischen einem der Sensoren (53-56*213) und einem der Eingänge des Punktionsgenerators (JO) eingeschaltet sind, um dem Punktionsgenerator ein die axiale Druckkraft darstellendes Arbeitssignal zuzuführen, so daß der Funktionsgenerator ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugen kann, das zu dem Druckfcraftsignal logarithmisch direkt proportional ist.
4. 4. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ausführung eines Gewindesehneid- oder Ausreibvorganges die Stromkreis- und Schaltungsteile (251,109, 259,270) zwischen einem der Sensoren (32,37-40) und einem der Eingänge des Punktionsgenerators (70) eingeschaltet sind, wm diesem Eingang des Punktionsgenerators ein die Schneidkraft darstellendes Arbeitssignal zuzuführen, so daß der Punktionsgeiaerator (70) ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugen kann, das zu dem Schneidkraftsignal logarithmisch umgekehrt proportional ist.
5. 5. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-3* dadurch gekennzeichnet, daS ein Stromkreis (103,173,174,175^,176, 163) für die Mindestvorsehubgeschwindigkeit mit der Antriebseinrichtung (19,164,165) für die relative Bewegung verbunden ist, um eine Mindestvorschubgesehwindigkeit aufrechtzuerhalten, wenn ein Steuersignal von dem Steuerteil (I60) des Antriebes für die relative Bewegung unter das Signal des Mindestvorsehubstrosilcreises abnommt.
6. 6. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-5* dadurch gekennzeichnet, daß ein die Sehneidkraft darstelleKäes Arbeitssignal von den Sensoren (32,37-^0) und ein die axiale Druckkraft darstellendes Arbeitssignal von den Sensoren (53-56, C 79/4 -69-

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   213) einem zusätzlichen Steuerteil (228) zugeführt wird, welcher auf die gleichzeitige Abwesenheit des Schneiölkraftsignals und des Axialdrueksignals anspricht, um die Vorsehubgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung für .die relative Bewegung auf eine vorherbestimmte Vorschubgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne Rücksicht auf ein Signal vom Steuerteil (160) der Antriebseinrichtung für die relative Bewegung. ,
7. 7« Elektronische Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren (24,31,131,132) vorgesehen sind, welche ein die resultierende Werkzeugablenkung darstellendes Arbeitssignal erzeugen und daß der zusätzliche Steuerteil (228) auf die gleichzeitige Abwesenheit aller drei Ärbeitssignale ansprieiit.
8. 8. Elektronische Schaltung nach Ansprach 7# dadurch gekennzeichnet, daß im Eingangsstromkreis des zusätzlichen Steuerteils (228) ein Schalter (23I) angeordnet ist, der die Werkzeugabienkungssensoren mit dem zusätzlichen Steuerteil (228) nur bei Ausführung eines Präs-, Bohr- oder Drehvorganges verbindet.
9. 9· Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1-3 oder 5-Sj dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer Signalvergleiehs-und -anzeigestromk&is (241,243,2*5,246,247) mit den Sensoren verbunden ist, um zwei Arbeitssignale zu empfangen und ein das Ende der Issfeensdauer des Werkzeuges anzeigendes Signal zu erzeugen, wenn die beiden Arbeitssignale einander gleich sind.
10. 10. Elektronische Schaltung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden zu vergleichenden Arbeitssignale ein die Schneidkraft darstellendes Signal ist, während das andere der beiden Signale ein den Axialdruek darstellendes Arbeitssignal oder ein die resultierende Werkzeugablenkung darstellendes Arbeitssignal ist.
11. 11. Elektronische Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, Ua^ -"Ssfealtuogsteile (243,243) mit dem Eingang des vergleichenden Stromkreises verbunden sind, us für einen Bohr-, Oberflächenbearbeitungs-oder Versenkvorgang das die Schneidkraft ■- 79/4 _₇0_

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    darstellende Arbeitssignalmit einem den Axialdruck darstellenden Arbeitssignal zu vergleichen oder für einen Fräs-* Bohr- oder Ureh-Vorgang das die Schneidkraft darstellende Arbeitssignal mit einem die resultierende Werkzeugablenkung darstellenden Arbeitssignal zu vergleichen.
12. 12. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 5-11* dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis (103,173,174,176) für die Mindestvorschubgeschwindigkeit ein Steuersignal für die Mindestvorschubgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung (19) zuführt, wenn ein die Schneidkraft darstellendes Antriebssignal des Steuerteils (160) eine Vorschubgeschwindigkeit erzeugt, die unterhalb eines vorherbestimmten Minimums, liegt.
13. 13. Elektronische Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stromkreis (228) für die maximale ¥orschubgeschwindigkeit vorgesehen ist, dessen Eingang mit den Sensoren, verbunden ist, um an seinem Ausgang eine maximale Vorschubgeschwindigkeit zu erzeugen, wenn das Werkzeug mit dem Werkstück nicht in Eingriff steht.
14. 14. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1, 4-8, 12 oder I3, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Antriebseinrichtung umkehrender Teil (249) mit ddn Sensoren verbunden ist, um die Vorschubrichtung entsprechend einem vorherbestimmten Schneidzustand umzukehren.
15. 15. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche T, 4-8 oder 12-14, bei welcher der Werkzeugträger eine umlaufende Spindel ist, die einen Gewindebohrer für einen Gewindesehneidvorgang trägt, insbesondere zum Schneiden eines Innengewindes, während der Werstückträger ein beweglicher Tisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (70) die Spindelantriebseinrichtung (22) in Abhängigkeit von den Schneidzustand darstellenden Arbeitssignalen steuert, daß der Steuerteil (I60) für die Tischantriebseinrichtung (19) die Vorschubgeschwindigkeit des Tisches in Abhängigkeit von der Umlaufgeschwindigkeit der Spindel (11) steuert und daß eine Motorumkehreinrichtung (249) eingeschaltet ist, um den Schneidzustand darstellende Arbeitssig-

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    nale zu empfangen und gleichzeitig die Drehrichtung der Spindel (11) und die Richtung der relativen Bewegung des Werkstüokträgertisches (16) und des Werkzeugträgers umzukehren, wenn ein vorherbestimmter Schneidzustand eintritt.
16. 16. Elektronische Schaltung nach Anspruch 15j dadurch gekennzeichnet, daS ein zusätzlicher Steuerteil (228) für den Tischantrieb vorgesehen ist, welcher die relative Bewegung des das Werkstück tragenden Tisches (16) und des Werkzeugträgers mit einer vorherbestimmten maximalen Geschwindigkeit steuert, wenn das Gewindeschneidwerkzeug mit dem Werkstück nicht in Eingriff steht.
17. 17· Elektronische Schaltung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der die Antriebseinrichtung umkehrende Teil (249) nach einem auf jede Betätigung folgendenVorherbestimmten Zeitraum unwirksam gemacht wird.
18. 18. Elektronische Schaltung nach Anspruch 17> dadurch gekennzeichnet, daß die ünwirksamn&hung nach einer vorherbe st immten Zahl von Betätigungen des die Antriebseinrichtung umkehrenden Teils (249) innerhalb eines vorherbestimmten Zeitraumes aufgehoben wird.

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