DE2101416A1

DE2101416A1 - Method for repeated undercutting of workpieces and device for carrying out the method

Info

Publication number: DE2101416A1
Application number: DE19712101416
Authority: DE
Inventors: Robert Joseph West Yarmouth Mass. Fleming (V.St.A.)
Original assignee: Amdek Corp., Sudbury, Mass. (V.St.A.)
Priority date: 1971-01-13
Filing date: 1971-01-13
Publication date: 1972-11-02

Description

Verfahren zur wiederholten Hinterschneidung von Werkstücken und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wiederholten Hinterschneidung von Werkstücken; vorzugsweise des Kollektors eines Läuferteils dines Elektromotors, wobei das Werkstück bzw. der Kollektor abwechselnd elektrisch leitende Streifen und isolierende Schlitze auf seiner Oberfläche aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch£hrung dieses Verfahrens in Verbindung mit einer Werkseugmaschine zur Bearbeitung eines eine Oberfläche mit abwechselnd elektrisch leitenden und isolierenden Teilgebieten aufweisenden Werkstückes. Process for repeated undercutting of workpieces and devices for carrying out the method The invention relates to a method for repeated Undercut of workpieces; preferably the collector of a rotor part dines electric motor, the workpiece and the collector alternating electrical has conductive strips and insulating slots on its surface. The invention further relates to a device for performing this method in conjunction with a Werkseugmaschine for processing a one surface with alternately electrically conductive and insulating parts of the workpiece.

Durch die Erfindung soll ein automatisches Einstellen des Werketückes in der Bearbeitungsmaschine bewirkt werden.The invention is intended to automatically adjust the work piece be effected in the processing machine.

Bei an eine Kraftversorgung angeschlossenen Maschinen zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Bearbeitungsstation, beispieleweise also in Werkzeugmaschinen, wie Drehbänkenvund ähnlichen Anordnungen, ist es seit längerem bekannt, das Werkstück längs eines linearen Weges zu bewegen oder diesem eine Drehbewegung einer kreisfbrmigen Weg folgend zu verleihen, während sukzessive identische Bearbeitungavorgänge an dem Werkstück durchgeführt werden.With machines connected to a power supply for processing of workpieces in a processing station, for example in machine tools, like lathes and similar arrangements, it has been for a long time known, moving the workpiece along a linear path or a rotary motion following a circular path while successively identical machining processes be carried out on the workpiece.

in So gibt es beispielsweise zum Schneiden von Zähnen1 gerade# Anordnungsn wiszahnstangenoder von kreisförmigen Zahnräddrn automatisch geschaltete Maschinen, welche mit einer wirtschaftlich annehmbaren Genauigkeit einen Zyklus von sich wiederholenden Bearbe itungsvorgängen durchführen, wenn sie von einer bestimmten Stelle ausgehend gestartet werden. In For example, for cutting teeth1 there are even # arrangements racks or machines automatically switched by circular gears, which with an economically acceptable accuracy a cycle of repetitive Carry out machining operations if they start from a certain point to be started.

Solche Maschinen sind 3jedoch kostspielig, kompliziert und umständlich.Such machines are, however, expensive, complicated and cumbersome.

Es ist schon vorgeschlagen worden, Schrittmotore zur Bewegung von Filmstreifen, magnetischen Bändern Papier u.ä.It has already been proposed to use stepper motors to move Film strips, magnetic tapes, paper, etc.

entlang eines bestimmten Weges zu verwenden, solche Schrittmotore sind im Handel erhältlich-und beispielsweise in den US-Patenten 2 931 929 und 2 982 872 beschrieben. Indessen sind Schrittmotore noch nicht für die genaue Positionierung bei Bearbeitungsvorgängen verwendet worden, und zwar aufgrund der Schwierigkeiten, genau die Anhaltestellyng des Motors zu steuern und wegen einer Neigung dieser Motoren, beim Abstoppen Schwingungen auszuführen.to use such stepper motors along a certain path are commercially available - and for example in US Patents 2,931,929 and 2 982 872. Meanwhile, stepper motors are not yet for accurate positioning has been used in machining operations due to the difficulty of to precisely control the stopping position of the motor and because of the inclination of these motors, perform vibrations when stopping.

Den US-Patenten 3 225 277 und 3 328 658 können verschiedene Steuerungssysteme für Schrittmotorenentnommen werden; diese beziehen sich Jedoch in der Hauptsache auf die Signalzuführung bei der Reversierung der Umdrehungsrichtung des Motors oder auf die Schwingungsdämpfung des Rotors.Various control systems are disclosed in U.S. Patents 3,225,277 and 3,328,658 for stepper motors; However, these are mainly related on the signal feed when reversing the direction of rotation of the Engine or the vibration damping of the rotor.

weiterhin ist es schon bekannt, Hochfrequenz-Signalgeneratoren vorzusehen, die als Grenzschalter verwendet werdenVönnì beispielsweise den sogenannten "Tuchswitch"~der von der Firma R.W. Denison Manufacturing Co, of Bedford, Ohio, hergestellt wird.Furthermore, it is already known to provide high-frequency signal generators, which are used as limit switches Vönnì, for example, the so-called "cloth switch" from R.W. Denison Manufacturing Co, of Bedford, Ohio.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung von Werkstücken in Werkzeugmaschinen vorzusehen, an welchen wiederholte und gleiche Bearbeitungsvorgänge ausgeführt werden sollen; das Verfahren soll einfach und unkompliziert in der Ausführung und die Vorrichtung preiswert nnd einfach herzustellen sein, und trotzdem höchsten Genautgkeitsanforderungen genügen.The present invention has the object, a method and a To provide a device for the automatic adjustment of workpieces in machine tools, on which repeated and identical machining operations are to be carried out; the method should be simple and straightforward to carry out and the device inexpensive and easy to manufacture, and still meet the highest accuracy requirements suffice.

RTO51 em Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus; bin Verfahren der eingangs genannten Art und besteht darin, daß das Werkstück (Läuferteil) nachgebend zur Drehung um seine Längsachse gelagert und in einer Vielzahl von kleinen, diskreten Schritten mittels Wirkverbindung mit einem freien Trumteil eines flexiblen Antriebsriemens an einer Hinterschneids-t.'ation vorbeigedreht wird, daß die Lagerung so bemessen wird, daß es dem Kollektor möglich ist, unter der Wirkung des llinterschneidwerkzeuges drehbar nachzugeben, so daß die Kollektorschlitze sich dem Weg des Hinterschneidwerkzeuges anpassen, daß zur genauen Einstellung eines Oberflächenteils des Kollektors vor der Hinterschneidstation durch kontinuierliches Durchleiten eines HF-Signals durch dessen Oberfläche während des Einstellvorganges die Ankunft eines nachfolgenden Schlitzes vor der Hinterschneidstation abgetastet wird, solange bis der nachfolgende Schlitz die Durchleitung des HF-Signals unterbricht, wodurch sofort der Einstellvorgang angehalten wird, und die Bearbeitung (Hinterschneidung) des Schlitzes an der Station erfolgt. RTO51 em The invention is based on solving this problem; am procedure of the type mentioned and consists in that the workpiece (rotor part) yields mounted for rotation about its longitudinal axis and in a variety of small, discrete Steps by means of an operative connection with a free strand part of a flexible drive belt is rotated past an undercut t.'ation that the bearing is dimensioned in such a way that it is possible for the collector under the action of the linterschneidwerkzeuges to yield rotatably, so that the collector slots are the path of the undercutting tool adjust that for the exact adjustment of a surface part of the collector before the undercutting station by continuously passing a RF signal through its surface during the adjustment process the arrival of a subsequent slot is scanned in front of the undercutting station until the subsequent slot interrupts the transmission of the RF signal, thereby immediately the setting process is stopped and the machining (undercut) of the Slot at the station.

Durchgeführt wird dieses Verfahren zur Lösung der Aufgabe, ausgehend von einer Vorrichtung der ebenfalls weiter vorn schon geschilderten Art, die darin besteht, daß zur Lagerung und Drehung des Werkstückes eine einspannungsfreie Lageranordnung einschl. V-f#rmiger Lager und eines flexiblen Riemens und eine Teileinstellanordnung zur automatisehen, schrittweisen Verdrehverstellung (indexing) der Lage des Werkstückes zum Werkzeug vorgesehen ist, daß ein HF-Geuerator mit einem Tastschalter und Lagermittel zur halterung des Tastschalters und zur Vornahme eines Kontaktes desselben durch Aufgleiten auf der Oberfläche des Werkstückes während des Verstellyorganges vorgesehen sind, und daß schließlich Steueranordnungen zur Arretierung der Teileinstellanordnung bei Abtastung eines isolierenden Teilgebietes und zu deren Weiterschaltung bei Beendigung des Bearbeitungsvorganges der Oberfläche durch das Schneidwerkzeug vorgesehen sind.This procedure is carried out to solve the problem starting from of a device of the type already described above, which is contained therein consists that a restraint-free bearing arrangement for the storage and rotation of the workpiece including V-shaped bearings and a flexible belt and a part adjustment assembly for automatic, step-by-step rotation adjustment (indexing) of the position of the workpiece for the tool it is provided that an HF geuerator with a push button switch and bearing means to hold the pushbutton switch and to make contact with it Sliding on the surface of the workpiece is provided during the adjustment process are, and that finally control arrangements for locking the Teileinstellanordnung when scanning an isolating sub-area and for its advancement upon termination the machining process of the surface by the cutting tool are provided.

Dabei wird gemäß der Erfindung die relative Verdrehung zwischen dem Werkstück und dem Bearbeitungswerkzeug in der Werkzeugmaschine durch einen Schrittmotor bewirkt, welcher von einem Hochfrequenztastschalter, der mit dem Werkstück in BerUhrung steht, gesteuert wird. Dabei besteht entweder das Werkstück selbst aus elektrisch leitendem Material mit mindestens einem, vorzugsweise einer Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten, nicht-leitenden Zonen oder es ist an dem Werkstück eine Schablone befestigt, welche diese Eigenschaften aufweist. Die schrtttweise Vorwärtsbewegung des Werkstückes bzw. des Werkzeugs beginnt, während eine Abtastanordnung seine Oberfläche oder die Schablone abtastet; diese Abtastanordnung ist geeignet, die erste nicht-leitende bzw. isolierende Zone, welche eine Leerstelle, ein mit Isoliermaterial gefüllter Schlitz oder ein anderer geeigneter Fixpunkt ist, zu erfühlen.According to the invention, the relative rotation between the Workpiece and the machining tool in the machine tool by a stepper motor causes which of a high-frequency pushbutton switch, which is connected to the Workpiece is in contact, is controlled. There is either the workpiece even made of electrically conductive material with at least one, preferably one A plurality of spaced apart, non-conductive zones or it is a template is attached to the workpiece which has these properties. The stepwise forward movement of the workpiece or the tool begins while a scanning arrangement scans its surface or the stencil; this scanning arrangement is suitable, the first non-conductive or insulating zone, which is a vacancy, is a slot filled with insulating material or another suitable fixed point, to feel.

Der Versorgungsstromkreis für den Schrittmotor umfaßt dabei den Hochfrequenzschalter und das Material des WerkstUckes bz. der Schablone, d.h. der Schaltkreis für den Schrittmotor schließt sich über diese Elemente, so daß unmittelbar bei Abtastung eines bestimmten Fixpunktes durch den Tastschalter der Schrittmotor stehen bleibt und sich dabei das Werkzeug in einer zurDu#hführung eines genauen Bearbe itungsvorganges geeigneten Stellung befindet.The supply circuit for the stepper motor includes the high-frequency switch and the material of the workpiece or the template, i.e. the circuit for the Stepper motor closes on these elements so that immediately upon scanning a certain fixed point by the pushbutton switch the stepper motor stops and at the same time the tool in a way to carry out a precise machining process suitable position.

Der Bearbeitungavorgang kann darin bestehen, einen Schlitz in dem Werkstück zu erzeugen. Sobald einmal ein Fixpunkt abgetastet worden ist, ist die Maschine in der Lage, die weiteren Stellen für die anderen Bearbeitungsvorgänge selbst einzustellen, vorzugsweise werden Jedoch die weiteren Stellungen für die nachfolgenden Bearbeitungs-Vorgänge von der Abtastanordnung durch Abtastung von nachfolgenden Leerstellen, mit 4?iuimer gefüllten Schlitzen oder anderen isolierenden Gebieten auf der Oberfläche des Werkstücks wiederholt eingestellt. dadurch wird eine Wiederholung des Einstellzyklus durch den Schrittmotor auf sehr genaue Weise silber die gesamte Länge eines linearen bzw. über den vollen} ines ringförmigen bzw. kreisförmigen Werkstückes erreicht, ohne daß eine Fehleranhäufung auftritt und mit der Gewißheit, daß Jeder nachfolgende Bearbeitungsvorgang genau an der gewünschten Stelle vorgenommen wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet, schon vorhandene Schlitze genau zu lokalisieren, als das ganz neue Schlitze geschnitten werden müssen, so daß das-ierkstück vorzugsweise zur Durchführung von UmdreLungen in V-förmigen Lagern gelagert ist und von einem flexiblen, mit ihm in Berührung stehenden Riemen angetrieben wird; dadurch ist es möglich, daß die Schlitze sich dem Weg des Schneidwerkzeugs, beispielsweise einer llinterschneidanvrdnung anpassen bzw. diesem folgen.The machining operation can be to cut a slot in the To produce workpiece. Once a fixed point has been scanned, the Machine able to do the other jobs for the other machining operations adjust yourself, but preferably the other positions for the subsequent machining operations from the scanning arrangement by scanning subsequent voids, slots filled with 4 uimer or other insulating Areas on the surface of the Workpiece set repeatedly. this makes repetition of the setting cycle by the stepper motor very much exactly silver the entire length of a linear or over the full} ines annular or circular workpiece achieved without an accumulation of errors occurs and with the assurance that every subsequent machining operation is accurate is made at the desired location. The device according to the invention is particularly suitable for precisely locating existing slots than that whole new slots must be cut, so that the-ierkstück preferably is stored in V-shaped bearings to carry out turns and by a flexible belt in contact with it is driven; this is how it is possible that the slots are in the path of the cutting tool, for example one Adapt or follow the intercutting pattern.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.Further refinements and developments of the invention can the Subclaims are taken.

Im folgenden werden anhand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung im einzelnen näher erläutert, dabei zeigt: Fig. 1 die Vorderansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form einer automatischen Drehbank zum Hinterschneiden des Kollektors eines Läuferteils eines Motors, Fig. 2 in vergrößerten Darstellung ausschnittweise die Vorderansicht einer Hochfrequenz-Abtastanordnung in ihrer hochgehobenen Stellung während der Durchführung des Hinterschneidbearbeitungsvorganges eines Schlitzes, wobei Teile der Abtastanordnung weggebrochen sind, Fig. 3 zeigt in Seitenansicht im gleichen Maßstab wie Fig. 2 die Abtastanordnung in ihrer auf dem Werkstück gleitenden Abtaststellung, wobei das Werkstück von der in Form eines Schrittmotors ausgebildeten Einstellanordnung bewegt wird, während Fig. 4 ausschnittsweise die Seitenansicht eines Kollektors mit einer auf der Welle montierten SchaBbne darstellt.In the following, the structure and mode of operation of Embodiments of the invention explained in more detail, it shows: Fig. 1 shows the front view of a preferred embodiment of the invention in form an automatic lathe for undercutting the collector of a rotor part an engine, Fig. 2 in an enlarged view excerpts the front view of a high frequency scanner assembly in its raised position while the undercut machining process of a slot is being carried out, with parts of the scanning arrangement broken away, Fig. 3 shows in side view on the same scale as FIG. 2, the scanning arrangement in its sliding on the workpiece Scanning position, the workpiece being designed in the form of a stepper motor Adjustment arrangement is moved, while Fig. 4 shows a detail of the side view of a collector with a blade mounted on the shaft.

In den Figuren ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine 20 dargestellt, in der Art, wie sie zur Bearbeitung eines Läuferteils 21 eines Elektromotors verwendet wird.In the figures, the device according to the invention is connected shown with a machine tool 20, in the way that they are used for machining a Rotor part 21 of an electric motor is used.

Der Läuferteil 21 weist eine, in V-f#rmigen Lagern 25 und 24 gelagerte Welle 22 und einen Kollektor 25 auf, welcher abwechselnd aus metallischen, normalerweise aus Kupfer bestehenden und elektrisch leitenden Leisten bzw. Streifen 26 und aus elektrisch nicht-leitenden, d.h. isolierenden Schlitzen 27 besteht. Die Schlitzze können entweder leer gefüllt sein.The rotor part 21 has a V-shaped bearings 25 and 24 Shaft 22 and a collector 25, which alternately consists of metallic, normally made of copper and electrically conductive strips or strips 26 and off electrically non-conductive, i.e. insulating slots 27. The Schlitzze can either be filled empty.

oder beiapielsweise mit Glimmer/. Es versteht sich, daß die der Erfindung zugrundeliegende Maschine zum genauen Hinterschneiden von Schlitzen, zum teilweisen Entfernen einer Isolation in solchen Schlitzen, zur Anbringung von Ausschnitten bzw. Kerben an den Enden der Schlitze und für beliebige andere Zwecke verwendet werden kann, bei denen ein Bearbeitungevorgang in bestimmten oder auch unbestimmten1 voneinander über dem Werkstück getrennten Abständen genauestens wiederholt werden muß, wobei Jeder an einer genauen Stelle vorgenommene Behandlungsvorgang als Fixpunkt bzw. als Kontrollstelle verwendet wird.or for example with mica /. It is understood that that of the invention underlying machine to the exact Undercutting of slots, for partially removing insulation in such slots, for attaching Cutouts or notches at the ends of the slots and for any other purpose Can be used in which an editing operation in certain or also indeterminate1 distances separated from one another over the workpiece must be, each treatment process carried out at a precise point is used as a fixed point or as a control point.

Bei den heute verwendeten, Schlitze schneidenden bzw.In the case of the slit-cutting resp.

anbringenden Maschinen werden die Schlitze in gleichen Abständen geschnitten und es wird auf eine unterschiedliche Streifenbreite, auf eine Schrägstellung der Segmente oder auf Streifen, die nicht mit der Achse des Kollektors in einer Ebene liegen, keine Rücksicht genommen, wodurch ein Einschneiden der Schneidvorrichtung in einige oder mehrere Kupfersegmente möglich wird.attaching machines, the slots are cut at equal intervals and it is on a different strip width, on an inclination of the Segments or strips that are not coplanar with the axis of the collector are not taken into account, thereby cutting into the cutting device becomes possible in some or more copper segments.

Die Bearbeitungsstation 30 besteht aus einem Werkzeug 31 in der Form eines scheibenartigen Schneidwerkzeugs 32, welches mit hoher Geschwindigkeit von einem Elektromotor 33 gedreht wird; der Elektromotor 33 ist von einem Werkzeugschlitten 34 hin-und herführbar, um längs eines Schlitzes 27 einen Vorschub und dann ebenfalls gesteuert von einer zyklischen Werkzeug-Zeitsteuereinheit 35 ein Zurückziehen zu bewirken. Demnach umfaßt die Vorrichtung das Drehbar in den V-förmigen Lagern 23 und 24 gelagerte Werkstück 25 und das auf einenikraftbetätigten Werkzeugschlitten 34 hin-und herführbar gelagerte Schneidwerkzeug 32, so daß es einem Maschinenwärter möglich wäre, zu versuchen, das Werkstück von Hand auf die genaue Stelle des zu erwünschten Schnitts zu drehen, das automatische Schneidwerkzeug zum ijinterschneiden des Schlitzes in Betrieb zu setzen und dann wieder zu versuchen, das Werkstück für den nächsten Schnitt in die korrekte Winkelposition zu bringen.The processing station 30 consists of a tool 31 in the mold of a disk-like cutting tool 32, which at high speed of an electric motor 33 is rotated; the electric motor 33 is from a tool slide 34 can be moved back and forth in order to feed along a slot 27 and then likewise controlled by a cyclic tool timing control unit 35 to retract cause. Accordingly, the device comprises being rotatable in the V-shaped bearings 23 and 24 stored workpiece 25 and that on a power operated Tool carriage 34 is mounted cutting tool 32 so that it can be moved back and forth a machine attendant would be able to try to hand onto the workpiece to turn the exact point of the cut to be desired, the automatic cutting tool to start cutting the slot and then try again to bring the workpiece into the correct angular position for the next cut.

Bei der vorliegenden Erfindung wird mit Vorteil der Umstand verwendet, daß die Oberfläche 28 des Werkstücks 25 von abwechselnd elektrisch leitenden Zonen bzw. Streifen 26 und elektrisch nicht-leitenden Leerstellen 27 gebildet ist, wobei die letzteren in vorbestimmten, Jedoch nicht immer gleichen Abständen über die Oberfläche 28 des Werkstückes auftreten.In the present invention, the fact is used with advantage, that the surface 28 of the workpiece 25 of alternating electrically conductive zones or strips 26 and electrically non-conductive voids 27 is formed, wherein the latter at predetermined, but not always equal, distances across the surface 28 of the workpiece occur.

eingestellt wird dabei das Werkstück 25 in kleinen, diskreten zusätzliehen Schritten von einer Teileinstellanordnung 36 (indexing means), siehe hierzu Fig. 3, welche einen flexiblen, um Riemenscheiben 38 und 39 gelegten riemen 37 umfaßt; die Riemenscheibe 58 ist dabei von einem vertikal bewegbaren Schlitten 40 getragen. Ein Schrittmotor 31 dreht dabei die antreibende Riemenscheibe 39. Der untere Trum 42 der Riemens 37 hat einen freien Durchlauf und ist so angeordnet, daß er nachgebend und flexibel die Oberfläche des Läuferteils 21 erfassen kann, wenn sich der Schlitten 40 in seiner unteren Eosition befindet, um aufgrund des Reibungseingriffs den Läufer mit seiner in den V-förmigen Lagern 23 und 24 gelagerten Welle 22 zu drehen. Keine Spannzangen, Spannfutter, Klemmvorrichtungen oder andere steife Einspannanordnungen halten das Werkstück fest, welches für eine leichte Bewegung seiner Achse nachgiebig in den V-fö.rmigen Lagern gelagert ist, um einen schrägen Schlitz entsprechend dem Schneidweg des Schneidwerkzeugs zu ermöglichen. Der Schrittmotor 41 iet dabei von bekannter Art und kann beispielsweise von der Firma n Superior Electric Company of Bristol, donnecticut,n erworben werden; der Schrittmotor dreht den Läuferteil in 200 bis 300 Teilachritten über den Umfang, obwohl die Teilschritte auch auf eine Zahl von 700 bis 800 über den Umfang drhöht werden können durch Neueinstellung des Getriebes, wenn dies erwünscht ist.The workpiece 25 is set in small, discrete additional positions Steps of a part setting arrangement 36 (indexing means), see Fig. 3, which includes a flexible belt 37 wrapped around pulleys 38 and 39; the pulley 58 is carried by a vertically movable slide 40. A stepping motor 31 rotates the driving pulley 39. The lower run 42 the belt 37 has a free passage and is arranged so that it is yielding and can flexibly grasp the surface of the rotor part 21 when the carriage is 40 is in its lower Eposition to the due to the frictional engagement runner to rotate with its shaft 22 mounted in the V-shaped bearings 23 and 24. No Collets, chucks, clamping devices or other rigid clamping arrangements hold the workpiece firmly, which is flexible for a slight movement of its axis is mounted in the V-shaped bearings to make an inclined slot corresponding to the To enable cutting path of the cutting tool. The stepping motor 41 iet from known type and can for example from the company n Superior Electric Company of Bristol, donnecticut, n; the stepper motor turns the rotor part in 200 to 300 partial steps over the scope, although the partial steps also refer to a The number can be increased from 700 to 800 over the range by resetting the Transmission, if so desired.

Weiterhin ist eine zu der Erfindung gehörende Steuerschaltung 44 vorgesehen, welche einen elektrischen Steuerkreis 45 einschl. einer Stromquelle, einen zyklischen Zeitgeber 35, den Schrittmotor 41 und einen Schaltmechanismus 46 umfaßt, der vorzugsweise aus einem Hochfrequenzfühlschalter 47 handelsüblicher Art besteht. Der Fühlschalter 47 umfaßt einn Festkörperschaltelement, welches ein Signal mittlerer Frequenz erzeugt und ist an einem vertikal und unabhängig zu dem Schlitten 40 bewegbaren weiteren Schlitten 48 angebracht1 um sich auf einem linearen Weg senkrecht zu der Oberfläche des Werkstückes hin und her verschieben zu können. Auf diese Weise kann der Fllhlschalter 47 während des Schneidvorganges nach oben hoch genommen und aus dem Weg des Schneidwerkzeugs gebracht werden, während die Riemenscheibe 38 und der Riemen 37 in ihrer abgesenkten Position zum Festhalten des Läuferteils verbleiben. Sowohl der Schlitten 40, als auch der Schlitten 48 werden von geeigneten Anordnungen betätigt bzw. bewegt, beispielsweise durch eine einen Zylinder und einen Kolben umfassende Anordnung 49, und werden in bekannter Art von dem zyklischen Zeitgeber 35 der Vorrichtung gesteuert.Furthermore, a control circuit 44 belonging to the invention is provided, which has an electrical control circuit 45 including a power source, a cyclic Timer 35, the stepper motor 41 and a switching mechanism 46, which preferably consists of a high-frequency sensor switch 47 of a commercially available type. The sensor switch 47 includes a solid state switching element which generates a medium frequency signal and is on a further vertically and independently movable to the carriage 40 Carriage 48 is mounted 1 about itself on a linear path perpendicular to the surface to move the workpiece back and forth. This way the fill switch 47 during the cutting process taken up and out are brought into the path of the cutting tool while the pulley 38 and the Belt 37 remain in their lowered position to hold the runner part in place. Both the carriage 40 and the carriage 48 are of suitable arrangements actuated or moved, for example by a cylinder and a piston comprehensive arrangement 49, and are used in a known manner by the cyclic timer 35 controlled by the device.

Der in Fig. 2 dargestellte, mit einer scharfen Spitze versehene und ein Hochfrequenzsignal erzeugende Fühlschalter 47 weist einen äusseren Mantel 53 aus Messing, Stahl oder einem anderen elektrisch leitenden Metall auf und intindet in eine untere ringförmige Fläche 54, die in geeigneter Weise so ausgebildet ist, daß sie auf der leitenden Fläche 28 des Werkstücks 25 aufliegen und auf dieser gleiten um kann, so als einer der Kontaktanschlüsse des Schalters 47 zu dienen. Geerdet ist der Mantel 53 durch eine Erdverbindung 55 und weist weiterhin noch einen Adapter 56, eine Haltescheibe 57 und eine Einstellbuchse 58, sämtlich bestehend aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise Nylon, auf. Ein Kontaktstück 59 aus gehärtetem hochwertigem Werkzeugstahl endet in einer Spitze 61, die so ausgebildbt ist, daß sie auf der Oberfläche 28 gleiten kann; derKontaktstift 59 ist in der Buchse 58 zur vertikalen Bewegung gleitend gelagert, der Kopf 62 des Kontaktstifrs ist Uber einen Bolzen 63 und einen Draht 64 mit einem Bolzen 65 und schliesslich über einen Draht 66 mit einem Grenzschalter 67 (siehe Fig. 3) verbunden.The one shown in Fig. 2, provided with a sharp point and a sensing switch 47 generating a high frequency signal has an outer jacket 53 made of brass, steel or another electrically conductive metal on and intindet into a lower annular surface 54 suitably formed so as to that they rest on the conductive surface 28 of the workpiece 25 and slide on this in order to serve as one of the contact terminals of the switch 47. Grounded is the jacket 53 through a ground connection 55 and still has an adapter 56, a retaining disk 57 and an adjusting sleeve 58, all consisting of one insulating material such as nylon. A contact piece 59 made of hardened high quality tool steel ends in a tip 61 which is designed so that it can slide on the surface 28; the contact pin 59 is in the socket 58 slidably mounted for vertical movement, the head 62 of the contact pin is Uber a bolt 63 and a wire 64 with a bolt 65 and finally over one Wire 66 connected to a limit switch 67 (see Fig. 3).

Der Kontaktstift 59 muß ein guter Leiter seintum als anderer Kontaktanschluß des Schalters 47 zu dienen.The contact pin 59 must be a good conductor as another contact connection of the switch 47 to serve.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß hinsichtlich des Fühlsehalters 47 eine doppelte elastische Bewegungsmöglichkeit aufgrund des Vorhandenseins einer leichteren Feder 68 und einer kräftigeren Feder 69 besteht, so daß es der Tastspitze möglich ist, auch einer unsymmetrischen bzw. nicht gleichmäßigen Oberfläche zu folgen. Eine in einem Schlitz 72 in dem Mantel 53 befindliche Einstellschraube 71 erlaubt eine vertikale Bewegung, ebenso wie ein Raum 73, in welchem sich der Stiftkopf 62 und die Feder 68 befinden. Der Grenzschalter 67 ist so angebracht, daß er das Ende Jedes aufeinanderfolgenden Schneidvorganges abtastet und dem Schrittmotor ein Signal zuleitet, damit dieser der Läufer bewegt und damit die Fühispitze wieder in Kontakt mit dem nächsten nachfolgenddn Metallstreifen 26 gelangen kann und so im Stande ist, den nächsten nachfolgenden Schlitz bzw. die nächste Leerstelle abzutasten.It should also be noted that with regard to the feeler switch 47 a double elastic mobility due to the presence of a lighter spring 68 and a stronger spring 69, so that it is the probe tip it is possible to follow an asymmetrical or non-uniform surface. An adjusting screw 71 located in a slot 72 in the jacket 53 allows a vertical movement, as well as a space 73 in which the pen head 62 and the spring 68 are located. The limit switch 67 is attached so that it is the end Each successive cutting process is scanned and a signal is sent to the stepper motor so that it moves the runner and thus the Fühispitze in contact again with the next subsequent thin metal strip 26 and so able is to scan the next following slot or the next space.

Auf dem Schlitten 48 ist ein Einstellmechanismus in Form einer Mikrometerschraube 75 vorgesehen (siehe Fig. 3), so daß der Fühischalter 47 genauestens im Hinblick auf das Werkstück 25 und auf die Lagerungen 23 und 24 des Werkstückes angeordnet werden kann.An adjustment mechanism in the form of a micrometer screw is located on the carriage 48 75 provided (see Fig. 3), so that the Fühischalter 47 is meticulously in terms of arranged on the workpiece 25 and on the bearings 23 and 24 of the workpiece can be.

Zur Inbetriebnahme wird die Welle 22 des Läuferteils 21 in die V-förmigen Lager 23 und 24 eingelegt und der Stantknopf des zyklischen Zeitgebers 35 niedergedrückt. Darauf senkt sich der Schlitten 48,der den Schaltmechanismus der Tastanordnung 46 trägt, bis die Fuhlspitze 61 und die ringförmige Iäche 54 einen leitenden Streifen 26 der Oberfläche 28 des Kollektors 25 #erühren. Zur gleichen Zeit senkt der Schlitten 40 der Teileinstellanordnung 36 die iiiemenscheibe 36 und den Riemen 37, so daß dieser in Eingriff mit dem Läuferteil 21 gerät. DeijTastschalter 47 leitet dann automatisch und gleichzeitig dem Schrittmotor ein Signal zu, um den Kollektor so-lange zu drehen, wie die Fuhlspitze 61 und die Fläche 54 in Kontakt mit dem Kupfer des Streifens 26 sind, da die Stromversorgung des Schrittmotors über den Tastschalter 47 bewirkt wird. Unmittelbar in dem Moment, an welchem der in kleinen Schritten weitergedrehte Kollektor eine Position erreicht, wo die Spitze 61 nicht mehr länger eine Kupferfläche1sondern anstelle davon eine Leerstelle, einen Luftraum bzw. einen mit Glimmer gefüllten Schlitz abfühlt, hält der Schalter 47 den Schrittmotor 41 an.For start-up, the shaft 22 of the rotor part 21 in the V-shaped bearings 23 and 24 inserted and the button of the cyclic timer 35 depressed. The carriage 48, which controls the switching mechanism, then descends the feeler assembly 46 until the feeler tip 61 and the annular surface 54 one Contact conductive strips 26 of surface 28 of collector 25 #. At the same Time, the carriage 40 of the sub-setting assembly 36 lowers the pulley 36 and the belt 37 so that it comes into engagement with the rotor part 21. Deij push button switch 47 then automatically and simultaneously sends a signal to the stepper motor to activate the To rotate the collector as long as the feeler tip 61 and the surface 54 are in contact with the copper of the strip 26, since the power supply of the stepper motor is over the push button switch 47 is effected. Immediately at the moment when the in small Steps further rotated collector reaches a position where the tip 61 does not rather longer a copper surface, but instead an empty space, an air space or senses a slot filled with mica, switch 47 holds the stepper motor 41 at.

Die Maschine ist zeitlich so abgestimmt und von dem zyklischen Zeitgeber 35 so gesteuert, daß in dem Moment, an welchem die Spitze 61 den Kontakt mit einem elektrischen Leiter verliert, der Läuferteil 21 mit seiner Drehung authört und sich der Kollektor in der genauen Zentralstellung befindet, in welcher ein Bearbeitungsvorgang, beispielsweise ein Schneid- und Fräsvorgang von dem Schneidwerkzeug 32 erfolgen kann.The machine is so timed and by the cyclic timer 35 controlled so that the moment the tip 61 makes contact with a loses electrical conductor, the rotor part 21 hears its rotation and itself the collector is in the exact central position in which a machining process, for example, a cutting and milling process can be carried out by the cutting tool 32 can.

Mit anderen Worten ausgedrückt,erfühlt die Spitze 61 die Kante einer Beeretelle bzw. eines isolierenden Streifens 27 und hält das Werkstück an, wobei des Zentrum der Werkzeugfläche auf das Zentrum der erwünschten Schnittstelle ausgerichtet ist. Das Werkzeug 32, d.h.die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte Iiinterschneldanordnung, entfernt allen Glimmer, die Isolation irgendwelchen Iiaetüberzuffll bzw. Firnis oder auch kleine Kupferfeiispäne, die sich in dem Schlitz befinden können und läuft dann auf seine Ausgangsposition zurück. Der Zeitgeber 35 bewirkt dann das Hochnehmen des Schlittens 48, das Anheben des Tastschalters 47 aus dem Weg des Schneidwerkzeuges, wenn das Schneidwerkzeug seinen Vorschub in den Schlitz beginnt.In other words, the tip 61 feels the edge of a Berry place or an insulating strip 27 and holds the workpiece, wherein of the center of the tool surface is aligned with the center of the desired interface is. The tool 32, i.e. the intermediate cutting arrangement shown in the exemplary embodiment, removes all mica, the insulation from any glue or varnish or also small copper chips that can be found in the slot and run then return to its starting position. The timer 35 then causes the pickup of the slide 48, lifting the pushbutton switch 47 out of the way of the cutting tool, when the cutting tool begins its advance into the slot.

Sobald sich nach dem Schneidvorgang das Schneidwerkzeug wieder zurückgezogen hat, senkt der Schlitten 48 autoinatisch die Spitze 61 und die Fläche 54 wieder ab, die so wieder auf der Oberfläche 28 gleiten können. Wie weiter oben schon erläutert, ist durch den Grenzschalter 67 der Stromkreis in diesem Zyklus wieder geschlossen worden, um dem Schrittmotor 41 über den Tastschalter 47 wieder Strom zuzuführen und den Antriebsriemen 37 momentan zu drehen. Dadurch beginnt sich auch der Kollektor wieder zu drehen, so daß die Tastanordnung einen neuen Abtastzyklus durchführen kann.As soon as the cutting tool is withdrawn after the cutting process has, the carriage 48 automatically lowers the tip 61 and the surface 54 again which can slide on the surface 28 again. As already explained above, the circuit is closed again in this cycle by the limit switch 67 in order to supply power to the stepping motor 41 via the push button switch 47 again and momentarily rotate the drive belt 37. This also starts the collector to rotate again so that the probe assembly perform a new scan cycle can.

Handelt es sich bei der Maschine 20 um eine solche, welche eine mechanische Einstellanordnung <indexing means) aufweist, so daß nur der erste Schlitz bzw. der erste Fixpunkt automatisch und präzise eingestellt werden muß, während die Maschine die nachfolgenden Schlitze selbst lokalisiert, hat der Tastschalter 47 seinen Zweck erfüllt.If the machine 20 is one which is a mechanical one Adjustment arrangement <indexing means), so that only the first slot or the first fixed point can be set automatically and precisely must, while the machine locates the subsequent slots itself, the has Push button switch 47 fulfills its purpose.

Bei anderen, beispielsweise bei der in dem AusfUhrungsbeispiel dargestellten Maschine erfolgen Jedoch die Wiederholungen des Abtast- und Einstellzyklus automatisch.With others, for example with the one shown in the exemplary embodiment Machine, however, the repetitions of the scanning and setting cycle take place automatically.

In der Fig. 2 ist der Tastschalter 47 in der empor-gehobene 4 tellung dargestellt, während sich das Schneidwerkzeug in dem Schlitz befindet und der Läuferteil von dem nicht dargestellten Antriebsriemen 37 an seinem Platz festgehalten wird. In der Fig. 3 befindet sich der Antriebsriemen 37 noch in der abgesenkten Position, während das Schneidwerkzeug zurückgezogen ist und der Tastschalter sich in der Abtaststellung auf der Kollektoroberfläche 28 befindet. Die Maschine ist so programmiert, daß nach Vornahme einer vorbestimmten Anzahl von Schneidvorgängen der Schlitten 48 für den Tastschalter und der Schlitten 40 für die Absenkung des Antriebsriemew beide automatisch angehoben werden und dadurch die Entnahme des fertigbearbeiteten Läuferteiles und den Einsatz eines neuen Werkstückes erlauben.In FIG. 2, the push button switch 47 is in the raised 4 position shown while the cutting tool is in the slot and the rotor part is held in place by the drive belt 37, not shown. In Fig. 3, the drive belt 37 is still in the lowered position, while the cutting tool is withdrawn and the pushbutton switch is in the scanning position is located on the collector surface 28. The machine is programmed so that after Making a predetermined number of cutting operations of the carriage 48 for the Pushbutton switch and the carriage 40 for lowering the drive belt both automatically are raised and thereby the removal of the finished rotor part and allow the use of a new workpiece.

Wenn es, wie in Fig. 4 dargestellt, erwünscht ist, eine Oberfläche zu behandelt bzw. zu bearbeiten, die keine abwechselnd leitenden und nicht-leitenden Flächenteile aufweist, beispielsweise also einen noch nicht bearbeiteten und nicht mit Nuten versehenen kollektor 85 eines Läuferteils 76, dann wird eine Schablone 77 verwendet. Die Schablone 77 ist identisch mit dem gewünschten1 fertig bearbeiteten Kollektor und weist Metallstreifen 78 und Leerstellen 79 auf und kann längsseite des Kollektors 85 auf der Welle 80 mittels Einstellschrauben 81 oder anderer geeigneter Mittel befestigt werden. Der IjF-Tastschalter 47 gleitet dann auf der Oberfläche der Schablone, während das Alerkzeug 32 den Kollektor 85 bearbeitet und so eine der Schablone identische Form herstellt.If it is desired, as shown in Fig. 4, a surface to be treated or processed that do not alternate conductive and non-conductive Has surface parts, for example, a not yet processed and not grooved collector 85 of a rotor part 76, then a template 77 used. The template 77 is identical to the desired1 finished one Collector and has metal strips 78 and voids 79 on and can be placed alongside the collector 85 on the shaft 80 by means of adjusting screws 81 or other suitable means. The IjF key switch 47 slides then on the surface of the stencil while the tool 32 removes the collector 85 processed and thus produces a shape identical to the template.

Claims

Expectations

Method for repeated undercutting of workpieces, preferably of the collector of a rotor part of an electric motor, the workpiece or the Collector alternating electrically conductive strips and insulating slots its surface, characterized in that the workpiece (rotor part) mounted yielding to rotation about its longitudinal axis and in a multitude of small, discrete steps by means of operative connection with a free strand part of a flexible Drive belt is rotated past an undercut station that the storage is dimensioned so that it is possible for the collector under the action of the undercut tool to yield rotatably, so that the Eollektorschlitze the way of the undercutting tool adapt that to the exact Sinstellung a surface part of the collector before the undercutting station by continuously passing through an RF signal whose surface during the setting process the arrival of a subsequent one Slot is scanned in front of the undercutting station until the following Schlitz interrupts the transmission of the RF signal, which immediately starts the setting process is stopped and the processing (undercut) of the slot at the station he follows.

2. The method according to claim 1, characterized in that the undercut of slots in no electrically conductive or insulating zones Collector surfaces- a template is used that is aligned on the axis of the rotor part is attached or connected to the collector and that this template scanned by passing through an RF signal and undercut the collector takes place in accordance with the design of the template.

3. Device for performing the method according to claim 1 and / or 2 in connection with a machine tool for processing a surface with Workpieces alternating with electrically conductive and insulating areas, characterized in that a non-clamping device for mounting and rotating the workpiece (21) Bearing assembly including V-shaped bearings (23, 24) and a flexible belt (37) and a partial setting arrangement (36) for automatic stepwise Vsrdrehverstellung (indexlng) the position of the workpiece (21) to the tool (32) is provided that a HF generator with a push button switch (47) and bearing means (48) for holding the Push-button switch (47) and to the Vornatse a contact of the same by sliding on the surface of the workpiece are provided during the adjustment process and that finally control arrangements (35, 67) for locking the Teileinstellanordnung (36) when scanning an insulating Sub-area and to their Continuation when the processing process of the surface is completed by the Cutting tool (32) are provided.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the push button switch (47) from its bearing means (48) perpendicular to the surface of the workpiece and is movable forward.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the partial setting arrangement (36) has a stepper motor (41).

6. Device according to one or more of claims 3 to 5, characterized characterized in that the Teileinstellanordnung (36) in addition to the stepping motor a compliant flexible belt (37) with a free, in operative connection with the workpiece has standing portion and that the workpiece (21) about its longitudinal axis in a Variety of small steps is rotatable.

7. Device according to one or more of claims 3 to 6, characterized characterized in that the push button switch (47) is in intimate contact with the single one Surface of the workpiece during its rotation sliding tapered scanning arrangement (54, 61).

8. Device according to one or more of claims 3 to 7, characterized characterized in that the scanning arrangement a sharply pointed one central pin (59) and a ring-shaped conductive jacket (53) surrounding it comprises that ei ## electrical circuit controlling the part setting assembly (36) can then be interrupted by the probe assembly when the Berkstück (21) is non-conductive Zone reached, so that the rotary motion comes to an immediate standstill and that at the same time the scanning arrangement during the machining process that then takes place is movable away from the surface of the workpiece.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the scanning arrangement further an annular, insulating, arranged within the conductive jacket (53) Socket (58) having the central, electrically conductive and with a sharp Seats provided contact pin (59) surrounds that the contact pin (59) and the jacket (53) with simultaneous contact with a metal strip (26) of the workpiece Current conducts, however, when an insulating point (27) is touched by the Tip (61) of the contact pin, the current can be interrupted.

10. Device according to one or more of claims 3 to 9, characterized characterized in that a further in connection with the storage of the workpiece removable template (77) is provided that the template (77) on its surface according to the workpiece with alternating conductive and insulating Sub-areas is provided and that the high-frequency scanning arrangement for controlling the Teileinstelleinrichtung (36) scans the template.

11. The device according to one or more of claims 3 to lo, characterized characterized in that the workpiece is one of the collector (25) of a rotor part (21) Electric motor represents and that the machining process is the undercutting of relates to insulating slots located in the collector part.