DE2207718C2 - Copy machine tool - Google Patents

Copy machine tool

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DE2207718C2
DE2207718C2 DE19722207718 DE2207718A DE2207718C2 DE 2207718 C2 DE2207718 C2 DE 2207718C2 DE 19722207718 DE19722207718 DE 19722207718 DE 2207718 A DE2207718 A DE 2207718A DE 2207718 C2 DE2207718 C2 DE 2207718C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Kopierwerkzeugmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a copying machine tool as specified in the preamble of claim 1 Genus.

Die Herstellung kompliziert geformter Werkstücke, beispielsweise die Herstellung von Formelektroden aus Graphit für die EDM- und ECivl-Bearbeitung, auf Kopierwerkzeugmaschinen ist aufwendig und langwierig, da in dei Regel glatte Oberflächen der bearbeiteten Werkstücke gefordert werden, die in den vorgegebenen Toleranzen bisher nur durch eine manuelle Fertigbearbeitung erzielt werden können. Erhebliche Probleme bei der Herstellung von dreidimensionalen komplizierteren Formwerkzeugen für beispielsweise die Spritzgußtechnik oder die elektroerosive Werkstoffabtragung bereitete die sehr genaue dreidimensionale Erfassung von Modellformen und die fehlerfreie Übertragung der erfaßten Werte auf Stellmotoren zur Steuerung der entsprechenden Werkzeug- bzw. Werkstückbewegungen.The production of complex shaped workpieces, for example the production of shaped electrodes Graphite for EDM and ECivl processing Copying machine tools is complex and tedious, since the machined surfaces are usually smooth Workpieces are required that could previously only be achieved by manual finishing within the specified tolerances. Significant problems with the production of three-dimensional, more complicated molding tools for injection molding technology or electrical discharge machining, for example, provided the very precise three-dimensional detection of Model forms and the error-free transfer of the recorded values to servomotors for controlling the corresponding tool or workpiece movements.

Aus der CH-PS 3 54 002 ist ein mechanisch-elektrisches Kurvenabtastsystem bekannt, das in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine der angegebenen Gattung eingesetzt werden kann und dessen Meßwerte ggf. nach einer Umformung die Bewegungen eines geeigneten Werkzeuges steuern können. Ein Fühler wird von einem servomotorischen Antriebssystem in zwei Koordinaten·From CH-PS 3 54 002 a mechanical-electrical curve scanning system is known, which in connection can be used with a machine tool of the specified type and its measured values, if necessary, according to a deformation can control the movements of a suitable tool. A feeler is made by one servomotor drive system in two coordinates

richtungen verschoben iindum eine Welle verdreht und erzeugt eine das Antriebssystem steuernde Fehlerspanmirig, sobald sein an einer Kurvenschablone anliegendes Tastörgan aus einer Solläge ausgelenkt wird.: Bei Richtungsänderungen der Schablönenkurve erzeugt ein Tastorgan eines zweiten Fühlers' eine Fehlers^panhiing, weichet die zu den beiden Koofdinatenrichtungen senkrechte Trägerwelle entsprechend verdreht und einen trigoncmetrischen Rechner aktiviert; Dieser Rechner setzt die Bewegungsgrößen des erstem Fühlers in Steuersignale um, die den beiden Antrieben für die Koordinaten-Verschiebungen zugeleitet werden. Die beiden Tastfinger werden durch Federkraft an die Oberfläche der Kurvenbahn angedrückt lind erlauben eine Abtastung von beliebig verlaufenden,;ggf. geschlossenenKuryehbahneri ohne Nachlauffehler. Durch die Verwendung von nur zwei: Tastfingern kaiin dieses System jedoch-nur' zweidimensionale Kurvenbahrien erfassen und ist daher zur Abtastung von dreidimensionalen Modellformen nur bedingt geeignetdirections shifted iind rotated around a shaft and generates a fault chip that controls the drive system as soon as its key element, which is attached to a curve template, is deflected from a target saw. : When changes in direction of Schablönenkurve a sensor member of a second probe 'is an error generated panhiing ^, depart the perpendicular to the two Koofdinatenrichtungen carrier wave correspondingly rotated and a computer trigoncmetrischen activated; This computer converts the movement variables of the first sensor into control signals that are sent to the two drives for the coordinate shifts. The two sensing fingers are pressed against the surface of the cam track by spring force and allow scanning of arbitrarily extending,; possibly. closed Kuryehbahneri without tracking errors. By using only two tactile fingers, however, this system can only detect two-dimensional curves and is therefore only suitable to a limited extent for scanning three-dimensional model shapes

Aus der US-FS 34 57 484 ist eine Kopiervsferkzeugmaschine bekannt, bei welcher Abtaster die dreidimensionale Form einer Vorlage erfassen und mit Impulsgeneratoren gekoppelt sind, welche die analogen Ausgangssignale der Abtaster in digitale Steuersignale für Schrittmotoren umwandeln. Aufgrund der Ausbildung der Abtaster mit nur jeweils einem Tastorgan kann mit dieser bekannten Kopierwerkzeugmaschine jedoch nur eine unzureichende Kopiergenauigkeit insbesondere bei der Bearbeitung von kompliziert geformten Modellen bzw. Werkstücken eingehalten werden.From US-FS 34 57 484 a Kopiervsferkzeugmaschine is known which scanner is the three-dimensional Capture the form of a template and are coupled with pulse generators, which the analog Convert output signals from the scanner into digital control signals for stepper motors. Because of the training however, the scanner with only one feeler element in each case can be used with this known copying machine tool only inadequate copying accuracy, especially when processing complex shapes Models or workpieces are adhered to.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kopierwerkzeugmaschine der angegebenen Gattung zu schaffen, die bei der Bearbeitung auch komplizierter Werkstücke eine genaue Abtastung des Modells, eine fehlerfrei« Reproduzierbarkeit und eine dementsprechend genaue Formgebung des zu bearbeitenden Werkstücks ohne überhöhten Arbeitsaufwand ermöglichtThe object of the invention is to create a copying machine tool of the type specified, which is used in When machining even complex workpieces, an exact scanning of the model, error-free «reproducibility and enables a correspondingly precise shaping of the workpiece to be machined without excessive work

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöstThis object is achieved according to the invention in connection with the features of the preamble the characterizing features of claim 1 solved

Die erfindungsgemäße Verwendung von mindestens drei Abtastfingern in einem Abtaster führt zum Erhalt von entsprechend vielen verschiedenen Lag>esignalen, die den genauen Verlauf einer ebenen oder gewölbten Fläche kennzeichnen. Die digitale Umsetzung der verschiedenen vom Abtaster analog erfaßten und abgegebenen Meßwerte ermöglicht eine außerordentlich feinfühlige und verzögerungsfreie Positioniersteuerung der Werkzeug- oder Werkstück-Bewegungen mit der angestrebten Wirkung einer sehr genauen Übereinstimmung der Bewegungen dieser Maschinenteile mit den Bewegungen des Abtasters. Die ständige genaue Ausrichtung der Werkzeugachse senkrecht auf Oberfläche des zu bearbeitenden Werkzeugs bewirkt schließlich einen optimalen Werkzeugangriff am Werkstück und ermöglicht den Erhalt einer hohen Oberfllichenqualität. The use according to the invention of at least three scanning fingers in one scanner leads to the preservation of a correspondingly large number of different position signals that show the exact course of a flat or curved Mark the area. The digital implementation of the various analog scanners and The measured values given enable extremely sensitive and delay-free positioning control of the tool or workpiece movements with the desired effect of a very precise match the movements of these machine parts with the movements of the scanner. The constant accurate Alignment of the tool axis perpendicular to the surface of the tool to be machined finally causes an optimal tool attack on the workpiece and enables the maintenance of a high surface quality.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 ist für die beiden Schwenk-Freiheitsgrade des Werkzeugshalters in der Schaltung des Abtasters ein Analoganalysator vorgesehen, der eine trigonometrische Beziehung zwischen Lageinkrementen und Schwenkwinkel herstellt.In an advantageous embodiment of the invention according to claim 2, the two degrees of swiveling freedom of the tool holder in the circuit of the scanner provided an analog analyzer, the establishes a trigonometric relationship between position increments and swivel angle.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Patentanspruch 4 kann durch das Vorsehen eines von äußeren. Tastfingern umgebenen zentralen Abtastgliedes die Größe und das Vorzeichen einer Plächenkrümmuhg erfaßt werden. Der^Abtäster kann in Abhäqgig-In a further embodiment of the invention according to claim 4, by providing one of outer. Sensing fingers surrounding the central sensing element the size and sign of a Plächenkrümmuhg can be detected. The ^ sampler can depend on

zü derjenigender äußeren ^tastfinger jede komplexefor those of the outer touch fingers every complex

Topographie einer Modellform in konvexe und konkave Bereiche auflösen und das Werkzeug entsprechendTopography of a model shape in convex and concave Dissolve areas and the tool accordingly

iDie erßndungsgemäße KopiemerkzeugmaschineiThe copy machine tool according to the invention

kann zur Fertigbearbeitung und Oberflächenveredelungcan be used for finishing and surface finishing

ίο durch Fluidhonen eines auf der gleichen Maschine zuvor bearbeiteten Werkstückes verwendet werden. Diese Oberflächenbearbeitung erfolgt hinter Verwendung von Schleifmitteln in einem Flüssigkeits- oder Gasstrahlίο by fluid honing one on the same machine previously machined workpiece can be used. This surface treatment is done behind the use of Abrasives in a liquid or gas jet

■■■ oder durch elektrochemische Materialabtragung mittels eines Elektrolyten. Während bisher für eine manuelle Oberflächenveredelung eines Stahlwerkstückes bis zu einer Oberflächengüte von 25 um Hm« eine Zeit von 16 h erforderlich war, kann eine wesentlich bessere Oberflächengüte von 3 μπι Hoax mit der erfindungsgemäßen Kopierwerkzeugmaschine, in nur ca. 45 min erreicht werden.■■■ or by electrochemical material removal by means of an electrolyte. While up to now a time of 16 hours was required for manual surface finishing of a steel workpiece up to a surface quality of 25 μm Hm «, a significantly better surface quality of 3 μm Hoax can be achieved in only about 45 minutes with the copying machine tool according to the invention.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other embodiments of the invention are the subject of further subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing shows

F i g. 1 schematisch einen Axialschnitt eines Abtastkopfes, F i g. 1 schematically shows an axial section of a scanning head,

, F i g. 1A einen Querschnitt IA-IA ir F i g. 1,
' F i g. 1B ein Abtastelement des Abtastkopfs nach
, F i g. 1A shows a cross section IA-IA in FIG. 1,
'F i g. 1B shows a scanning element of the scanning head according to FIG

F i g. 2 eine Seitenansicht einer Kopiermaschine mit einem Abtaster gemäß F i g. 1,1A und 1B,F i g. FIG. 2 shows a side view of a copying machine with a scanner according to FIG. 1,1A and 1B,

F i g. 3 einen anderen Abtastkopf im schematischen **> Axialschnitt,F i g. 3 another scanning head in a schematic **> axial section,

F i g. 3A eine Endansicht des Abtastkopfs nach F i g. 3,F i g. 3A is an end view of the scan head of FIG. 3,

F i g. 4 und 5 verschiedene Lagen bestimmter Punkte des Abtastkopfs nach Fig. 1,F i g. 4 and 5 different positions of certain points of the scanning head according to FIG. 1,

Fig.6 Bewegungen eines Werkzeugs in schematischer Seitenansicht,6 movements of a tool in a schematic side view,

7 i g. 7 das Schaltbild einer Einrichtung zur Ableitung der Ausgangssignale der Abtaster der Köpfe von F i g. 1 und 3,7 i g. 7 the circuit diagram of a device for derivation the output signals of the scanners of the heads of FIG. 1 and 3,

F i g. 7A ein Schaltbild des Betriebs der Abtastköpfe, Fig.8 ein Blockschaltbild zur Erläuterung von anderen Merkmalen der erfindungsgemäßen Schaltung,F i g. 7A is a circuit diagram showing the operation of the readheads; 8 shows a block diagram to explain other features of the circuit according to the invention,

Fig.9 ein Blockschaltbild mit den Transfer- oder Übertragungsfunktionen von einigen Elementen der Abtasterschaltungen,9 shows a block diagram with the transfer or Transfer functions of some elements of the scanner circuits,

■>" Fi g. 10 eine vertikale Stirnansicht einer Vorrichtung zur direkten Formung eines Modells,Figure 10 is a vertical end view of a device for the direct formation of a model,

F i g. 11 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fi?. 10,F i g. 11 is a side view of the device according to FIG. 10,

Fig. 12 den Abtastkopf der Vorrichtung nach « Fig. 10,FIG. 12 shows the scanning head of the device according to FIG. 10,

Fig. 13 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer weiteren Maschine mit zusätzlichen Freiheitsgraden für die Betätigung eines Abtastkopfes oder Werkzeugs,13 shows a partially sectioned side view of a further machine with additional degrees of freedom for the operation of a scanning head or tool,

F i g. 14 eine Vorderansicht der Maschine nach Fig, 13,F i g. 14 is a front view of the machine according to FIG.

Fig. 15 eine Modellvervielfältigungsmaschine, deren Abtastkopf mit dem Werkzeugkopf-Revolver gekuppelt ist,15 shows a model duplicating machine, the scanning head of which is coupled to the tool head turret is,

F i g. 15A einen Schnitt XVA-XVA in F i g. 15,
Fig. 15B eine Seitenansicht der Kopplung des Abtastkopfes mit dem Werkzeugkopf nach F i g. 15,
F i g. 15A shows a section XVA-XVA in FIG. 15,
15B shows a side view of the coupling of the scanning head with the tool head according to FIG. 15,

Fig. 16A eine schematische Seitenansicht einer anderen Modellkopiermaschine, deren Köpfe mehrere16A is a schematic side view of another model copying machine, the heads of which have several

Freiheitsgrade haben und miteinander gekoppelt sind,Have degrees of freedom and are coupled with each other,

Fig. 16B eine Frontansicht der Maschine nach Fig. 16 A,16B shows a front view of the machine according to FIG. 16A,

Fig. 17 eine Frontansicht einer anderen Verbindungskonstruktion,17 is a front view of another connecting structure;

F i g. 17A eine Ansicht XVIIA-XVIIA in F i g. 17,F i g. 17A shows a view XVIIA-XVIIA in FIG. 17,

Fig. 18 eine Seitenansicht eines Kopfes in einer Maschine, in der das Werkstück oder das Modell drehbar ist,18 is a side view of a head in a machine in which the workpiece or model is rotatable,

Fig. 18A eine Frontansicht der Maschine nach Fig. 18,18A is a front view of the machine according to FIG. 18,

Fig. 18B eine Seitenansicht eines Bearbeitungskopfs für die Maschine nach Fig. 18,18B is a side view of a machining head for the machine according to Fig. 18,

Fig. 18C eine Frontansicht des Bearbeitungskopfs nach F ig. 18,18C is a front view of the machining head according to Fig. 18

F i g. 18D eine Seitenansicht eines weiteren Kopfs,F i g. 18D is a side view of another head; F i g. 18E eine Frontansicht des weiteren Kopfes,F i g. 18E a front view of the further head,

F i κ. 19 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit Kurbel zur Erläuterung der Bewegung des Abtastkopfs oder des Werkzeugs,F i κ. 19 is a plan view of a device with Crank to explain the movement of the scanning head or the tool,

F i g. 20 eine Seitenansicht einer weiteren Kopierwerkzeugmaschine,F i g. 20 a side view of a further copying machine tool;

F i g. 20A eine Frontansicht der Maschine nach F ig. 20,F i g. 20A is a front view of the machine according to FIG. 20,

F i g. 21 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Fertigbearbeitungs- oder Oberflächenveredelungsvorrichtung,F i g. 21 is a partially sectioned side view of a finishing or surface finishing device;

Fig. 21A eine andere Vorrichtung zur Fertigbearbeitung und21A shows another apparatus for finishing and

Fig.22 ein Blockschaltbild zur Erläuterung von verschiedenen Funktionsmerkmalen.22 shows a block diagram to explain various functional features.

Der Abtastkopf nach F i g. 1 und 1A wird in Kopierwerkzeugmaschinen zur Lagesteuerung des Werkzeugs oder des Werkstücks verwendet, wobei das Werkzeug mit seiner Achse stets senkrecht zur Werkstückoberfläche gehalten wird, und zwar senkrecht zu einer Tangente an die Oberfläche im Schnittpunkt der Werkzeugachse mit der Werkstückoberfläche. Dadurch wird eine sehr genaue und glatte Oberfläche erhalten, die praktisch frei von Werkzeugspuren und Kratzern ist. Um dies zu erreichen, werden die Werkzeuge mit mehreren Bewegungsfreiheitsgraden unabhängig von der Form des Werkstücks automatisch ausgerichtet, um der Modellform zu folgen.The scanning head according to FIG. 1 and 1A is used in Copy machine tools used to control the position of the tool or the workpiece, the Tool is always held with its axis perpendicular to the workpiece surface, perpendicular to a tangent to the surface in Point of intersection of the tool axis with the workpiece surface. This makes it very accurate and smooth Preserved surface that is practically free of tool marks and scratches. To do this, be the tools with multiple degrees of freedom of movement regardless of the shape of the workpiece automatically aligned to follow the shape of the model.

Ein Signal zur Ausrichtung des Werkzeugs hat daher mehrere, mindestens drei Komponenten, die den cartesischen Koordinaten x, y, ζ oder drei Polarkoordinaten mit r (Radius) und zwei Winkeln Φ und θ entsprechen. Diese Koordinaten definieren für jeden Ort im Raum eine Tangente und deren Normale zur Ausrichtung des Werkzeugs. Dementsprechend müssen mindestens fünf Freiheitsgrade für das Werkzeug und entsprechend mindestens fünf Signale für diese Freiheitsgrade vom Abtaster erzeugt und abgeleitet werden. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Signale für die verschiedenen Freiheitsgrade so zu verknüpfen, daß sich aus den Koordinatensignalen Hybridsignale zur Steuerung des Werkzeugs oder Werkstücks ergeben.A signal for aligning the tool therefore has several, at least three components that correspond to the Cartesian coordinates x, y, ζ or three polar coordinates with r (radius) and two angles Φ and θ. These coordinates define a tangent for each location in space and its normal for aligning the tool. Accordingly, at least five degrees of freedom for the tool and correspondingly at least five signals for these degrees of freedom must be generated and derived from the scanner. In some cases it is useful to link the signals for the various degrees of freedom in such a way that hybrid signals for controlling the tool or workpiece result from the coordinate signals.

Die Ausgangssignale des Abtasters können als Teil eines Programms einer NC-Steuerung gespeichert werden, so daß eine programmgesteuerte Maschine nachfolgend, gleichzeitig oder mit einer beliebigen gewünschten Zeitverzögerung betrieben werden kann. Die vom Abtaster erhaltenen Signale können auch mit Signalen verglichen werden, die eine Soflform kennzeichnen oder von einem Modell abgenommen wurden, um die Nachformqualität zu überprüfen und Fehler anzuzeigen. Der Abtaster nach F i g. 1 hat ein GehäuseThe output signals of the scanner can be used as part a program of an NC control can be stored, so that a program-controlled machine can be operated subsequently, simultaneously or with any desired time delay. The signals received from the scanner can also be compared with signals that characterize a soflform or have been taken from a model, to check the postform quality and to indicate errors. The scanner of FIG. 1 has a housing 101, von dessen einem Ende ein Stift 102 vorspringt, der den Anker 103 eines schematisch in F i g. IB dargestellten Lineardifferenztransformators 103a bildet. Der Stift 102 ist in einer Bohrung im Gehäuse verschiebbar und kann ein Gleitstück 102a aufweisen, um das Spiel zu reduzieren. Der Stift 102 drückt auf eine Abtastplatte 104, die immer tangential an eine konvexe Oberfläche S gedrückt wird. Ein kugelsegmentförmiger Vorsprung 105a der Platte 104 wird vom Stift 102 beaufschlagt.101, from one end of which a pin 102 protrudes, which supports the armature 103 of a pin shown schematically in FIG. IB illustrated linear differential transformer 103a forms. The pin 102 is displaceable in a bore in the housing and can have a sliding piece 102a in order to reduce the play. The pin 102 presses on a scanning plate 104, which is always pressed tangentially against a convex surface S. A spherical segment-shaped projection 105a of the plate 104 is acted upon by the pin 102.

Vier Abtastfinger 105a bis 105dsind in Zylindern 105e durch Kolben 105/" verschiebbar. Die Zylinder stehen über eine Leitung 105g- mit einer Druckfluidquelle in Verbindung, um die Finger mit konstanter Kraft nach unten zu drücken. Die LineardifferenztransformatorenFour sensing fingers 105a through 105d are in cylinders 105e displaceable by piston 105 / ". The cylinders are stationary via a line 105g- with a pressurized fluid source in Connection to press the fingers down with constant force. The linear differential transformers

is 105/, 105Λ sind mit diesen Abtastfingern gekoppelt und arbeiten mit den Spulen und Ankern gemäß Fig. IB zusammen. Jeder Abtastfinger und der Stift 102 ist von einer entsprechenden, aufwärts wirkenden Zugfeder iG6 gehauen.is 105 /, 105Λ are coupled to these scanning fingers and work with the coils and armatures according to Fig. IB together. Each sensing finger and pin 102 is on a corresponding upwardly acting tension spring iG6 hewn.

Gemäß F i g. 4 und 5 wird die Platte 104 senkrecht zur Achse A des Abtastkopfs an der Oberfläche 5 des Modells gehalten und berührt sie nur in einem Punkt Pi, der von einem Punkt P2 getrennt ist. Dieser Punkt Pi kennzeichnet den Schnitt der Achse A mit derAccording to FIG. 4 and 5, the plate 104 is held perpendicular to the axis A of the scanning head on the surface 5 of the model and only touches it at a point Pi which is separated from a point P 2 . This point Pi marks the intersection of the axis A with the Oberfläche 5 und der Punkt P1 einen Schwenkpunkt. Der Finger 105a übt eine abwärts gerichtete Kraft F parallel zur Achse A an einem Punkt aus, der in einem Abstand Lj vom Punkt P\ entfernt ist. Ähnlich wirkt die Kraft Fdes Fingers 1056 auf die Platte 104 im AbstandSurface 5 and point P 1 is a pivot point. The finger 105a exerts a downward force F parallel to the axis A at a point a distance Lj from the point P \ . Similarly, the force F of the finger 1056 acts on the plate 104 at a distance L] vom Punkt Pt. Das Moment M\ im Gegenuhrzeigersinn übertrifft das Moment M2 im Uhrzeigersinn um Fx (L\ - L2), so daß die Platte 104 um den Punkt P\ im Gegenuhrzeigersinn bis in die Lage nach Fig.5 verschwenkt wrd, in der die Momente Mi und M2 gleich L] from point Pt. The moment M \ in the counterclockwise direction exceeds the moment M 2 in the clockwise direction by Fx (L \ - L 2 ), so that the plate 104 is pivoted about the point P \ in the counterclockwise direction up to the position according to FIG Mi and M 2 the same sind.are.

Der Finger 105a ist aus seiner Ausgangsstellung nach Fig.4 angehoben und der Finger 1056 abgesenkt worden, wodurch Ausgangssignale von den entsprechenden Lineardifferenztransformatoren erzeugt wor-The finger 105a is raised from its starting position according to FIG. 4 and the finger 1056 is lowered which generates output signals from the corresponding linear differential transformers. den sind, welche die Ausrichtung der Platte 104 anzeigen. Da vier derartige Ausgangssignale erhalten werden, ist die Ausrichtung der Platte 104 tangential zur Oberfläche positiv bestimmt und ein Werkzeug wird entsprechend gesteuert Da der Krümmungsmittelpunktare those indicating the orientation of the plate 104. Since four receive such output signals the orientation of the plate 104 tangent to the surface is positively determined and a tool becomes controlled accordingly Da the center of curvature des Ansatzes 104a genau im Schnittpunkt der Achse A mit der Unterseite der Platte 104 zentriert ist, wenn letztere senkrecht zu den Fingern 105a bis 105d und dem Stift 102 steht, kann die Piaite auf der Oberfläche ohne axiale Verschiebung des Mittelpunkts c schwenof the extension 104a is exactly centered at the intersection of the axis A with the underside of the plate 104, when the latter is perpendicular to the fingers 105a to 105d and the pin 102, the piaite can pivot on the surface without axial displacement of the center c ken. Im allgemeinen wird jedoch die Bewegung eine Verschiebung vom Punkt P\ zum Punkt Pbewirken,vas einer vertikalen Verschiebung ΔΖ entspricht Diese axiale Verschiebung wird durch den Stift 102 und dessen Differenztransformator erfaßtken. In general, however, the movement will cause a displacement from point P \ to point P, which corresponds to a vertical displacement ΔΖ. This axial displacement is detected by the pin 102 and its differential transformer

Das zusammengesetzte Signal kennzeichnet die Verschwenkung der Normalen /V zur Achse A und kann in Signalen des cartesischen Koordinatensystems, in daraus gewonnenen geometrischen Signalen, in Polarsignalen oder in irgendeiner Synthese oder Hybridver-The composite signal characterizes the swiveling of the normal / V to the axis A and can be expressed in signals of the Cartesian coordinate system, in geometric signals obtained from it, in polar signals or in any synthesis or hybrid combination. knüpfung dargestellt werden. Die Lage der Normalen N wird zusammen mit der Verschiebung ΔΖ in eine ähnliche Normalenabweichungsverschiebung eines Werkzeugs 107 in seinem Halter 108 umgesetzt, um die Werkstücksoberfläche W τα formen (F i g. 6). Wenn daslink. The position of the normal N is converted, together with the shift ΔΖ, into a similar normal deviation shift of a tool 107 in its holder 108 in order to shape the workpiece surface W τα (FIG. 6). If that Eingangssignal des Werkzeugs ein cartesisches Koordinatensigna] ist, kann ein Schlitten die Achse T\ nach links in T2 um einen Abstand AX verschieben, den Drehpunkt des Werkzeugs 107 um einen Abstand ΔΖ The input signal of the tool is a Cartesian coordinate signal], a slide can move the axis T \ to the left in T 2 by a distance AX , the pivot point of the tool 107 by a distance ΔΖ

absenken und das Werkzeug um die Achse Cum einen Winkel ΔΘ drehen oder verschwenken, um es in Flucht mit der Normalen zur Werkstückoberfläche W zu positionieren. Selbstverständlich ist bei einer dreidimensionalen Form auch eine Drehung um die Achse D um den Winkel ΔΘ' erforderlich. Der Abstand Ϊ des Mittelpunkts Coder der Achse D vom Werkstück ist im AusgPigssignal des Differenztransformators des Stifts 102 enthalten. Vier bis fünf Signale genügen, um das Werkzeug senkrecht zur Werkstückoberfläche auszurichten. Lower the tool and rotate or swivel the tool around the axis Cum by an angle ΔΘ in order to position it in alignment with the normal to the workpiece surface W. Of course, in the case of a three-dimensional shape, a rotation about the axis D by the angle ΔΘ 'is also necessary. The distance Ϊ of the center point C or the axis D from the workpiece is contained in the output signal of the differential transformer of the pin 102. Four to five signals are sufficient to align the tool perpendicular to the workpiece surface.

Der Abtastkopf nach F i g. 3 unterscheidet sich vom Abtastkopf nach F i g. 1 durch Fortfall der Platte 104, um die Tangentialfläche zu definieren. Die Abtastfinger 205a, 205c, 205c/ sind an den Ecken eines Quadrats eng benachbart angeordnet und bilden einen Käfig für den zentralen Stift 202. Die Abtastfinger 205a bis 205c/sind nach außen und oben gekrümmt und tragen Magnetanker 203a, 2036, die mit den Spulen der Lineardifferenztransformatoren 203a', 203b' usw. zusammenwirken. Die Abtastfinger hängen an Schraubenfedern 206a, 2066. Der Stift 202 trägt den Anker 203, der mit dem Lineardifferenztransformator 203' zusammenarbeitet, und hängt an der Feder 206. Bei der Ausführung nach F i g. 1 ist die Platte 104 tangential nur in einem Punkt an der Oberfläche, und die Ausgangssignale der Lineardifferenztransformatoren bestimmen ausschließlich die Normale an die Tangentialebene in diesem Punkt. Bei komplizierten Formen kann die Platte 104 zwei oder mehr Spitzen überbrücken, so daß ihre Lage nicht der Tangentialebene in einem Höhepunkt entspricht. In diesem Fall kann das System von F i g. 3 und 3A benutzt werden, bei dem die Finger 205a bis 205c/ ausreichend eng benachbart sind und eine fiktive Tangentialebene definieren, von der die Normalenlage abgeleitet werden kann.The scanning head according to FIG. 3 differs from the scanning head according to FIG. 1 by eliminating the plate 104 to define the tangential surface. The sensing fingers 205a, 205c, 205c / are arranged closely adjacent at the corners of a square and form a cage for the central pin 202. The sensing fingers 205a to 205c / are curved outwards and upwards and carry magnet armatures 203a, 2036, which with the coils of the linear differential transformers 203a ', 203b' , etc. cooperate. The sensing fingers are suspended from coil springs 206a, 2066. The pin 202 carries the armature 203, which works together with the linear differential transformer 203 ', and is suspended from the spring 206. In the embodiment according to FIG. 1, the plate 104 is tangential only at one point on the surface, and the output signals of the linear differential transformers exclusively determine the normal to the tangential plane at this point. In the case of complex shapes, the plate 104 can bridge two or more peaks, so that their position does not correspond to the tangential plane at a peak. In this case the system of FIG. 3 and 3A can be used, in which the fingers 205a to 205c / are sufficiently closely adjacent and define a fictitious tangential plane from which the normal position can be derived.

Die Ausführung nach F i g. 3 kann auch zum Steuern des Werkzeugs eingesetzt werden, wobei die Finger 205a bis 205c/ durch Stellmotoren angetrieben werden, in die ein Steuersignal von einem Abtaster eingespeist wird und die ein schwebendes Gehäuse 201 positionieren, um ein die Stelle des Stiftes 202 einnehmendes Werkzeug in einer Normalen zur Oberfläche auszurichten. Das Werkzeug kann eine Elektrode zur elektroerosiven- oder elektrochemischen Bearbeitung oder ein Spanwerkzeug, z. B. ein Fräser, sein.The embodiment according to FIG. 3 can also be used to control the tool, using the fingers 205a to 205c / are driven by servomotors into which a control signal is fed from a scanner and which will position a floating housing 201 around an in place of the pin 202 Align the tool in a normal to the surface. The tool can have an electrode for electrical discharge machining or electrochemical machining or a cutting tool, e.g. B. a milling cutter.

Die Vorrichtung nach F i g. 2 zur Reproduktion einer Modellform kann zur Herstellung von Elektroden für EDM- oder ECM-Systeme benutzt werden. Die Vorrichtung hat einen Abtastkopf 301 mit außen angeordneten Fingern 305a, 3056 usw. und einem zentralen Stift 305, wie beim Abtaster nach F i g. 1 und 3. Der Abtastkopf 301 ist auf einer Schiene 310 in horizontaler Richtung 301a verschiebbar und von Säulen 310' auf einem Grundteil 310" oberhalb eines Kreuzschlittens 311 verschiebbar. Der Kreuzschlitten 311 hat einen Tisch 311a, der auf einer Schwalbenschwanzführung senkrecht zur Schiene 310 verschiebbar ist, sowie einen Tisch 3116, der parallel zur Schiene 310 verschiebbar ist Die Säulen 310* können mit Leitspindeln versehen sein, um den Abtastkopf 301 anzuheben und abzusenken. Die Schlitten- und Kopfpositioniereinrichtungen erlauben eine Positionierung des Kopfs an irgendeinem Punkt auf dem Modell S. Eine derartige Positionierungsemrichtung verwendet die drei cartesischen x-, y- und z-Koordinaten. Es kann auch ein Polarkoordinatensystem benutzt werden, um den Abtaster an irgendeinem Punkt zu positionieren. Die Bewegungen des Modells werden durch einen Programmgeber 320 gesteuert, der die Lage des Modells mit der des Werkstücks W koordiniert und durch einen Zeitgeber, z. B. einen Taktimpulsgenerator 320a, aktiviert wird. Die Ausgangssignale vom Abtastkopf 301 werden bei 301a einem Signaldiskriminator übertragen, z. B. einem Analysator 321, der die Signale der einzelnen Abtastfinger in Bewegungen eines Werkzeugs T umsetzt, um das Werkzeug in einer Normalen zurThe device according to FIG. 2 to reproduce a model shape can be used to manufacture electrodes for EDM or ECM systems. The device has a scanning head 301 with externally arranged fingers 305a, 3056 etc. and a central pin 305, as in the scanner according to FIG. 1 and 3. The scanning head 301 can be displaced on a rail 310 in the horizontal direction 301a and is displaceable by columns 310 'on a base part 310 ″ above a cross slide 311 and a table 3116 slidable parallel to the rail 310 The columns 310 * can be provided with lead screws to raise and lower the scanning head 301. The carriage and head positioning devices allow the head to be positioned at any point on the model S. Such a positioning device uses the three Cartesian x, y and z coordinates. A polar coordinate system can also be used to position the scanner at any point. The movements of the model are controlled by a programmer 320 which controls the position of the model coordinated with that of the workpiece W and by a timer, e.g. en clock pulse generator 320a, is activated. The output signals from the scanning head 301 are transmitted to a signal discriminator at 301a, e.g. B. an analyzer 321, which converts the signals of the individual scanning fingers into movements of a tool T to the tool in a normal to

ίο Oberfläche im geeigneten Punkt auszurichten. Der Analysator 321 hat drei Ausgänge 321a, 3216 und 321c entsprechend den drei Ausrichtungskoordinaten des Werkzeugs T. ίο to align the surface in the appropriate point. The analyzer 321 has three outputs 321a, 3216 and 321c corresponding to the three orientation coordinates of the tool T.

Das Werkzeug, ein Fräser, wird um seine Achse T1 durch einen Motor 322 im Kopf gedreht, der mit elektrischer Energie durch nicht gezeigte Leitungen versorgt wird. Der Kopf ist um eine Achse Ha senkrecht zur Zeichenebene verschwenkbar, und zwar durch ein Ritzel 322a, das mit einer bogenförmigen Zahnstange 3226 kämmt, die auf der Achse Ha dreht. Zusätzlich kann das Zahnstangen/Ritzel/Kopf-System 322, 322a und 3226 vertikal in Pfeilrichtung V in der x- oder y-Koordinate verschoben werden. Zu diesem Zweck ist der Schlitten 322c auf einer vertikalen Führungssäule 322c/ gelagert. Der vertikale Antrieb kann durch ein Signal vom Analysator 321 angesteuert werden. Ein anderes Signal des Analysators J?l steuert eine Leitspindel 322e, um den. Halter 322/zur Säule 322c/ zu verschieben und dadurch das Werkzeug und das Werkstück in der z-Koordinate relativ zu bewegen. Die Verdreh; ng des Kopfs um die Achse Ha wird von einem Ein-Signr.l des Analysators 321 gesteuert, während ein weiteres Signal die Kopfanordnung um eine vertikale Achse in Pfeilrichtung Hb dreht.The tool, a milling cutter, is rotated about its axis T 1 by a motor 322 in the head, which is supplied with electrical energy through lines not shown. The head can be pivoted about an axis Ha perpendicular to the plane of the drawing, namely by means of a pinion 322a which meshes with an arcuate rack 3226 which rotates on the axis Ha. In addition, the rack / pinion / head system 322, 322a and 3226 can be shifted vertically in the direction of the arrow V in the x or y coordinate. For this purpose, the slide 322c is mounted on a vertical guide column 322c /. The vertical drive can be controlled by a signal from analyzer 321. Another signal from the analyzer J? L controls a lead screw 322e around the. To move the holder 322 / to the column 322c / and thereby move the tool and the workpiece relative in the z-coordinate. The twist; The ng of the head about the axis Ha is controlled by an on-Signalr.l of the analyzer 321, while a further signal rotates the head assembly about a vertical axis in the direction of arrow Hb .

Das Werkstück W ist an einem Kreuzschlitten 323 befestigt, dessen Teile 323a und 3206 in der x- bzw. /-Koordinate verschiebbar sind; der Kreuzschlitten kann einen Dfchiisc-h aufweisen, wenn eine Drehbewegung erwünscht ist.The workpiece W is fastened to a compound slide 323, the parts 323a and 3206 of which can be displaced in the x or / coordinate; the compound slide can have a diameter if a rotary movement is desired.

•«ο Vom Abtaster erzeugte Signale können das Werkzeug Tin den Koordinaten in eine Lage verschieben, in der seine Achse T, senkrecht auf der fiktiven Tangentialebene der Werkstückoberfläche liegt (vgl. F ig. 6).• Signals generated by the scanner can move the tool Tin to a position in which its axis T is perpendicular to the fictitious tangential plane of the workpiece surface (see Fig. 6).

Fig.7 zeigt einen Teil eines Signalanalysators für einen Abtaster mit einem Linearüitferenzverstärker 403a, der mit dem Anker 4C3 von einem der Finger 105a—d zusammenarbeitet. Der Lineardifferenzverstärker 403a hat eine Eingangsspule 403a' und zwei Ausgangsspulen 403a"und 403a'". Eine Wechselstromquelle 421a des Analysators 421 ist an die Spule 403a' angeschlossen und liefert elektrischen Strom zur Mittelanzapfung des Differenztransformators über einen Trenntransformator 4216.Fig. 7 shows part of a signal analyzer for a scanner with a linear interference amplifier 403a which cooperates with the armature 4C3 of one of the fingers 105a- d . The linear differential amplifier 403a has an input coil 403a 'and two output coils 403a "and 403a'". An alternating current source 421 a of the analyzer 421 is connected to the coil 403 a ′ and supplies electrical current for the center tap of the differential transformer via an isolating transformer 4216.

Jede Spule 403a" und 403a'" ist in Reihe mit der Sekundärwicklung des Trenntransformators 4216 geschaltet, mit Gleichrichterdioden 421c und Widerständen 421 d Kondensatoren 421 e sind an die Ausgangswiderstände angeschlossen. Der Analysator 421 nachEach coil 403a "and 403a '" is connected in series with the secondary winding of the isolation transformer 4216 with rectifier diodes 421c and resistors 421 d 421 e capacitors are connected to the output resistances. The analyzer 421 after

so F i g. 7 ist ein Phasendiskriminator, der ein Ausgangssignal entsprechend der Lageänderung des Ankers 403 aus seiner Mittellage erzeugt Wenn sich der Anker 403 des Abtasters nach unten verschiebt, wird die Kopplung zwischen den Spulen 403' und 403" erhöht, während die Kopplung zwischen den Spulen 403' und 403" abnimmt Ein Phasenverschiebungssignal wird über das Netzwerk 42Ie, 421 d integriert und als Analogsignal der Verschiebung in den Verstärker 424 eingespeist Wennso F i g. 7 is a phase discriminator which generates an output signal corresponding to the change in position of armature 403 from its central position. and 403 "decreases. A phase shift signal is integrated via the network 42Ie, 421d and fed into the amplifier 424 as an analog signal of the shift

der Anker 403 sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wird ein Analogsignal in den anderen Eingang des Verstärkers 424 eingespeist, der ein üblicher Analog-Servoverstärker sein kann. Das verstärkte Signal wird einem Stellmotor 424a zugeführt, der ein Absperrglied 424b des Pneumatiksystems steuert, das den Finger gegen das Modell drückt. Der Stellmotor 424a ist Bestanötsil eines Rückkopplungskreises, der nach den Prinzipien der Ortsservosteuerung gewährleistet, daß das Ausgangssignal immer die Lage des Abtasters kennzeichnet. Ein anderes Ausgangssignal wird bei 424c abgeleitet und kann in den Stellmotor eingespeist werden, um das Werkzeug zu steuern.the armature 403 moves in the opposite direction moves, an analog signal is fed to the other input of amplifier 424, which is a common Analog servo amplifier can be. The amplified signal is fed to a servomotor 424a, which is a Pneumatic system shut-off member 424b controls the finger pressing against the model. The servomotor 424a is part of a feedback loop that according to the principles of local servo control ensures that the output signal always reflects the position of the Indicates scanner. Another output signal is derived at 424c and can be fed into the servomotor fed in to control the tool.

In F i g. 7A ist eine Abwandlung der Grundschaltung von Fig. 7 gezeigt, wobei jedes der Ausgangssignale der Widerstände 421c/für ein Paar von Abtastern bzw. deren Anker 503a und 503b in einen Vergleicherverstärker 524 eingespeist wird, um eine Relativverschiebung der beiden Abtaster und damit die Neigung einer Linie, die die Spitzen der Abtaster mit der Mittellage verbindet, zu definieren. Auch hier wird das Ausgangssignal in den Stellmotor 524a eingespeist und damit in einen Rückkopplungsweg 524b zu den Abtastern. Das Stellsignal zur Drehung des Kopfs gemäß der Neigung der Tangentialebene kann dann in einen der Stellmotoren des Kopfs bei 524c, wie oben beschrieben, eingespeist werden. Die Systeme nach F i g. 7 und 7A sind im Blockschaltbild gemäß F i g. 8 dargestellt, wo die Abtasterlage bei einem Block 603 abgeleitet wird, dessen Ausgangssignal als Phasendifferenz in einen Phasendiskriminator 621 eingespeist wird, dessen analoges Ausgangssignal bei 624 verstärkt wird. Das Analogsignal wird ir. einem Analog-Digital-Umsetzer 624c/ in ein Digitalsignal umgesetzt und die Steuerung des Abtasters erfolgt durch einen pulsmodulierten Stellmotor 624a. Die Digitalimpulsfolge steuert auch einen Werkzeug-Schrittmotor 624c. Der Stellmotor 624a ist bei 6246 rückgekoppelt.In Fig. 7A shows a modification of the basic circuit of FIG. 7, with each of the output signals of resistors 421c / for a pair of samplers resp. whose armature 503a and 503b is fed into a comparator amplifier 524 in order to achieve a relative displacement of the two scanners and thus the inclination of a line that connects the tips of the scanners with the central position connects, to define. Here, too, the output signal is fed into the servomotor 524a and thus into a feedback path 524b to the samplers. The control signal for rotating the head according to the inclination the tangential plane can then be turned into one of the servomotors of the head at 524c, as described above, be fed in. The systems according to FIG. 7 and 7A are in the block diagram according to FIG. 8 shown where the Sampler position is derived at a block 603, the output signal as a phase difference in a Phase discriminator 621 is fed, the analog output signal is amplified at 624. That The analog signal is converted into a digital signal by an analog-to-digital converter 624c / and the controller of the scanner is carried out by a pulse-modulated servomotor 624a. The digital pulse train also controls a tool stepper motor 624c. The servomotor 624a is fed back at 6246.

Fig.9 zeigt als Blockschaltbild die Werkzeugsteuerung gemäß der Erfindung. Das Eingangssignal aus der Schaltung 7, 7a oder 8 ist ein als Block 703 dargestelltes Lagesignal in Form einer Analogspannung oder eines Analogstroms a* Dieses Lagesignal wird in einer Schaltung 725 mit einer geeigneten Übertragungsfunktion verarbeitet, um den Neigungswinkel Qu aus der Relativverschiebung der beiden Abtastfinger und aus ihrem Abstand L als Differenz zur ursprünglichen Winkellage θ,,ο zu berechnen. Das Ergebnis ist ein Analogausgangssignal, das den Neigungswinkel der Tangentialebene darstellt und das über den Analog-Digital-Umsetzer 724c/ dem Stellmotor 725a zugeführt wird, der eine der Positionierbewegungen des Werkzeugs steuert Der Rückkopplungsweg 725b stellt die Anfangsbedingung für den nächsten Steuervorgang her. Das Eingangssignal L ist ein Koeffi/üienteneingangssignal z. B. eines Koeffizientenpotentiometers, das eine Konstante des Systems kennzeichnet, wie z. B. den Abstand zwischen zwei Abtastern, oder eine Variable, aus der der Neigungswinkel abgeleitet werden kann (vgL F i g. 6). Um die Werkstücklagen zu säuern, wird der Neigungswinkel durch trigonometrische Beziehungen im Block 725c in Ausgangssignale Ax und Az umgewandelt, die ihrerseits durch Analog-Digital-Umsetzer 725t/und 725e in Impulsfolgen umgesetzt werden, die Stellmotoren 725/und 725^steuern, die die Schütten positionieren, damit der Bearbeitungsort entsprechend dem Grad der Neigung eingestellt wird.9 shows the tool control according to the invention as a block diagram. The input signal from the circuit 7, 7a or 8 is a position signal shown as block 703 in the form of an analog voltage or an analog current a * This position signal is processed in a circuit 725 with a suitable transfer function to determine the angle of inclination Q u from the relative displacement of the two scanning fingers and to calculate from their distance L as the difference to the original angular position θ ,, ο. The result is an analog output signal which represents the angle of inclination of the tangential plane and which is fed via the analog-digital converter 724c / the servomotor 725a, which controls one of the positioning movements of the tool.The feedback path 725b creates the initial condition for the next control process. The input signal L is a coefficient input signal z. B. a coefficient potentiometer, which characterizes a constant of the system, such as. B. the distance between two scanners, or a variable from which the angle of inclination can be derived (see Fig. 6). In order to acidify the workpiece positions, the angle of inclination is converted into output signals A x and A z using trigonometric relationships in block 725c, which in turn are converted into pulse sequences by analog-to-digital converters 725t / and 725e, which control servomotors 725 / and 725 ^, which position the chutes so that the processing location is set according to the degree of inclination.

In Fi g. '0,11 und 12 ist eine Kopierwerkzeugmaschi-In Fi g. '0,11 and 12 is a copy tool machine

ne gezeigt, welche ein Gestell 830 mit einem Ständer 830a und einer Schwalbenschwanzführung 830b für einen horizontalen Kreuzschlitten 830c, der in K-Richtung durch eine Leitspindelmechanik mit einem Stellmotor 830c/ verschiebbar ist (s. Fig. H). Dieser Kreuzschlitten 830c trägt einen Tisch 831, der in A"-Richtung (Fig. 10) durch eine Leitspindelanordnung (nicht gezeigt) und einen Stellmotor 831a verschiebbar ist. Die Tischführung 831b entspricht der Führung 830b. Das Werkstück t/und das Modell 5sind auf dem Tisch 831 aufgespannt.ne is shown which has a frame 830 with a stand 830a and a dovetail guide 830b for a horizontal cross slide 830c, which is in the K direction by a lead screw mechanism with a Servomotor 830c / is displaceable (see Fig. H). This compound slide 830c carries a table 831, which is shown in A "direction (Fig. 10) by a lead screw arrangement (not shown) and a servomotor 831a is displaceable. The table guide 831b corresponds to the guide 830b. The workpiece t / and the model 5 are on the table 831 stretched.

Ein Ständer 83Oe erstreckt sich vom Gestell nach oben (F i g. 10) und bildet eine vertikale Führung, in der ein Abtasterschlitten 832 vertikal in Z-Richtung durch eine Leitspindel 832a verschiebbar ist, die durch einen Stellmotor 832b angetrieben ist. Der Schlitten 832 trägt einen gekröpften Arm 832c (Fig. 12), von dem der Abtaster 801 herabhängt. Die Abtastfinger 801a, 801b, 801c usw. sind verächwenkbar an einer Platte 804 angelenkt, die tangential auf der konkaven Oberfläche des Modells 5 anliegt. Wenn konvexe Oberflächen auftreten oder Formänderungen in der Oberfläche zu erfassen sind, wird der Kopf 801 durch den Abtastkopf 201 nach F i g. 3 ersetzt. Die Ausgangssignale von den Differenztransformatoren können in die im Gestell angeordnete Steuerschaltung über den Arm 832c eingegeben werden.A stand 83Oe extends upward from the frame (Fig. 10) and forms a vertical guide in the a scanner carriage 832 is vertically displaceable in the Z direction by a lead screw 832a, which is by a Servomotor 832b is driven. The carriage 832 carries a cranked arm 832c (Fig. 12), of which the Pickup 801 hangs down. The scanning fingers 801a, 801b, 801c etc. can be pivoted on a plate 804 hinged, which rests tangentially on the concave surface of the model 5. If convex surfaces occur or shape changes in the surface are to be detected, the head 801 is by the scanning head 201 according to FIG. 3 replaced. The output signals from the differential transformers can be fed into those in the rack arranged control circuit can be inputted through the arm 832c.

Parallel zum Ständer 83Oe ist der Ständer 830a für den Werkzeugkopf mit einem vertikalen Schlitten 833 versehen, der in Z-Richtung durch eine Leitspindel 833a und einen Motor 833b verschiebbar ist (Fig. 10). Wie F i g. 11 zeigt, bildet der Schlitten 833 eine Führung 833c für einen Querschlitten 834, der durch eine Leitspindel 834a und einen Motor 834b in V-Richtung angetrieben ist. Der Querschlitten 834 bildet den Grundkörper eines Drehtisches 835, der um eine horizontale Achse Hc (Fig.-11) drehbar und durch einen Stellmotor 835a angetrieben ist, dessen Ritzel in eine Zahnkranz-Zahnstange am Drehtisch 885 eingreift. Der Drehtisch trägt auch einen horizontalen Arm 836, der eine Führung 836a für einen Schlitten 836b trägt, der in X Richtung durch eine Leitspindel 836c und einen Stellmotor 836c/ verfahrbar ist (F ig. 11).In parallel to the stand 830e, the stand 830a for the tool head is provided with a vertical slide 833 which can be displaced in the Z direction by a lead screw 833a and a motor 833b (FIG. 10). Like F i g. 11 shows, the slide 833 forms a guide 833c for a cross slide 834 which is driven in the V direction by a lead screw 834a and a motor 834b. The cross slide 834 forms the base body of a turntable 835, which is rotatable about a horizontal axis H c (FIG. 11) and is driven by a servomotor 835a, the pinion of which engages in a toothed ring rack on the turntable 885. The turntable also carries a horizontal arm 836 which carries a guide 836a for a slide 836b which can be moved in the X direction by a lead screw 836c and a servomotor 836c / (FIG. 11).

Der Schlitten 836b bildet eine Unterlage für einen Drehtisch 837 mit Außenverzahnung, die von einem Ritzel eines Motors 837a um die horizontale Achse Hd angetrieben wird. Wie aus P i g. 11 ersichtlich ist, kann der Werkzeugkopf 808 mit dem den Fräser R um die Achse V3 drehenden Antriebsmotor um die Achse Hd in der ZeicheneDene von Fig. 11, d.h. in der Ebene der Achse V3 verschwenkt werden. Durch Verschieben des Schlittens <s36b auf dem Arm 836 und durch Anheben und Absenken des Arms über den Schlitten 833 sind drei Freiheitsgrade der Bewegung gegeben, um das Werkzeug in irgendeinem Punkt auf der Oberfläche des Werkstücks JVzu positionieren und auch die Werkzeugachse senkrecht zu einer Tangente an die Oberfläche in dieser Ebene zu verschwenken. Durch Drehen des Arms 836 kann ferner die Achse V1 in der Zeichenebene von F i g. 10, d. h. um eine Achse senkrecht zu den Achsen V3 und Ha, schwenken. Die horizontale Bewegung wird durch den Schlitten 834 bewirkt Die beiden zusätzlichen Freiheitsgrade gewährleisten, daß die Achse V3 senkrecht auf einer Tangente der Werkstückoberfläche sieht. Die Achse V. ist somit senkrecht zu zwei zueinander senkrechten und sich schneidenden Tangenten am Bearbeitungsort, so daß sie senkrecht auf der gedachten Tangentialebene steht Die EingangssignaleThe slide 836b forms a base for a turntable 837 with external toothing, which is driven by a pinion of a motor 837a about the horizontal axis Hd . As from P i g. 11, the tool head 808 can be pivoted with the drive motor rotating the milling cutter R about the axis V 3 about the axis H d in the drawing line of FIG. 11, ie in the plane of the axis V 3 . By moving the slide <s36b on the arm 836 and by raising and lowering the arm over the slide 833, three degrees of freedom of movement are given to position the tool at any point on the surface of the workpiece JV and also to position the tool axis perpendicular to a tangent to pivot the surface in this plane. By rotating the arm 836, the axis V 1 can also be seen in the drawing plane of FIG. 10, ie about an axis perpendicular to the axes V 3 and Ha, pivot. The horizontal movement is brought about by the slide 834. The two additional degrees of freedom ensure that the axis V 3 is perpendicular to a tangent to the workpiece surface. The axis V. is thus perpendicular to two mutually perpendicular and intersecting tangents at the processing location, so that it is perpendicular to the imaginary tangential plane. The input signals

für die Stellmotoren 8336, 8346, 8364 835a und 837a werden vom Abtaster gewonnen und, wie oben beschrieben (F i g. 7 und 9), verarbeitet.for the servomotors 8336, 8346, 8364, 835a and 837a are obtained from the scanner and, as above (Figs. 7 and 9), processed.

Bei einer anderen Ausführung mit mindestens fünf Freiheitsgraden zur Bearbeitung eines Werkstücks gemäß Fig. 13, 14 bildet ein Gestell 930 eine horizontale Führung 9306 für einen Tisch 930c, der durch einen Motor 93Od verfahren wird. Dieser Tisch bildet seinerseits eine Führung 9316 für eine Plattform 931, die durch einen Stellmotor 931a über eine Leitspindel horizontal und senkrecht zum Tisch 930c verschiebbar ist. Das Gestell 930 bildet eine vertikale Führung 930a für einen Vertikalschlitten 933, der durch einen Stellmotor 933e über eine Schnecke 9336'und ein Schneckenrad 9336" angetrieben wird, das die Mutter für die ortsfeste Leitspindel 933a darstellt. Der Vertikalschlitten 933 bildet ein Gehäuse für eine bogenförmige Zahnstange 938, deren Drehpunkt auf die Spitze des Werkzeugs T zentriert und die um eine horizontale Achse senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 13 ve?-xhiebbar ist. Die Zahnstange 938 ist durch Rollen 938a und 9386 geführt und durch ein Ritzel 938c eines Stellmotors 938d angetrieben. Die Zahnstange trägt eine Lagerbuchse 938e, in der eine Welle 936a eines Kurbelarms 936 um eine Achse Hc gelagert ist, die sich unter einem rechten Winkel mit der Spitze des Werkzeugs T schneidet Ein Stellmotor 935 verdreht den Arm 936, der den Werkzeugkopf 908 mit seinem Elektromotor trägt. Die Achse des Werkzeugs T ist durch Vb dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel werden fünf Freiheitsgrade erzielt durch Bewegen der Zahnstange 938 und Schwenken der Achse Vj, um einen Winkel θ in der Zeichenebene von Fig. 14, durch Drehen der Welle 936a und Schwenken der Achse Vj, um einen Winkel Φ, durch eine vertikale Bewegung des Schlittens 932 und durch die beiden horizontalen Bewegungen des Tischs 930c und der Plattform 931 gewährleistet. Die Stellmotoren für diesen Antrieb können nach einem aufgezeichneten Programm betätigt werden, und zwar von einer Abtastanordnung nach den F i g. 1,3 und 10 bis 12. Durch einfaches Vertauschen des Werkzeugkopfs und des Werkstücks mit dem Abtastkopf und dem Modell kann die Konstruktion nach Fig. 13 und 14 eine modellabtastende Anordnung als Alternative der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele bilden. Außerdem kann wahlweise der Bearbeitungskopf von Fig. 10 bis 12 durch das Kopf- und Steuersystem von F i g. 13 und 14 ersetzt werden.In another embodiment with at least five degrees of freedom for machining a workpiece according to FIGS. 13, 14, a frame 930 forms a horizontal guide 9306 for a table 930c, which is moved by a motor 93Od. This table in turn forms a guide 9316 for a platform 931, which can be displaced horizontally and perpendicular to the table 930c by a servomotor 931a via a lead screw. The frame 930 forms a vertical guide 930a for a vertical slide 933, which is driven by a servomotor 933e via a worm 9336 'and a worm wheel 9336 ", which represents the nut for the stationary lead screw 933a. The vertical slide 933 forms a housing for an arcuate one Toothed rack 938, the fulcrum of which is centered on the tip of the tool T and which can be slid about a horizontal axis perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 13. The toothed rack 938 is guided by rollers 938a and 9386 and driven by a pinion 938c of a servomotor 938d The rack carries a bearing bushing 938e in which a shaft 936a of a crank arm 936 is mounted about an axis H c which intersects at a right angle with the tip of the tool T. A servomotor 935 rotates the arm 936, which the tool head 908 with The axis of the tool T is represented by Vb In this embodiment there are five degrees of freedom obtained by moving the rack 938 and pivoting the axis Vj, through an angle θ in the plane of the drawing of FIG. 14, by rotating the shaft 936a and pivoting the axis Vj, through an angle Φ, by moving the carriage 932 vertically and through the two horizontal movements of the table 930c and the platform 931 guaranteed. The servomotors for this drive can be operated according to a recorded program, namely by a scanning arrangement according to FIGS. 1, 3 and 10 to 12. By simply interchanging the tool head and the workpiece with the scanning head and the model, the construction according to FIGS. 13 and 14 can form a model scanning arrangement as an alternative to the previously described exemplary embodiments. In addition, the machining head of FIGS. 10-12 can optionally be driven by the head and control system of FIG. 13 and 14 are replaced.

In F i g. 15,15A und 15B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kopierwerkzeugmaschine abgebildet, die grundsätzlich denselben Aufbau wie die nach Fig. 13 und 14 hat Bei dieser Ausführung trägt jedoch ein Gestell 1030 einen Tisch 1030c, der senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 15 durch einen Stellmotor 1030t/ verschiebbar ist Eine Plattform 1031 ist auf diesem Tisch horizontal und senkrecht zur Verschiebungsrichtung des Tisches 1030c durch einen Motor 1031a verschiebbar. Sowohl das Modell 5 als auch das Werkstück W können auf der Plattform 1031 montiert sein. Ein Schlitten 1033 ist vertikal in einer Führung 1030a durch eine Leitspindelanordnung 1033a und einen Motor 10336 verschiebbar und trägt sowohl das Werkzeug Tals auch den Abtaster 1001, die beide den Aufbau gemäß F i g. 3 haben können. Zu diesem Zweck ist die gebogene Zahnstange 1038 im Schlitten 1033 gehaltert (als Halterung kann die von Fig. 13 und 14 vorgesehen werden) und durch ein Ritzel 1038c eines Motors 1038tf angetrieben. Die Zahnstange 1038 definiert eine Drehachse an der Schneide des Weikzeugs T und ist mit einer horizontalen Tragschiene 1038e versehen, die Lager für zwei Stangen 1036 und 1032 bildet, die in entsprechenden Lagerbuchsen des Trägers 1038e drehbar sind, wie durch einen Pfeil 1036a angedeutet ist. Der Antriebsmotor für diet«; Drehbewegung ist bei 1035a ähnlich F i g. 13 und 14 gezeigt.In Fig. 15, 15A and 15B, a further embodiment of a copying machine tool is shown, which basically has the same structure as that according to FIGS. 13 and 14 / is displaceable A platform 1031 is displaceable on this table horizontally and perpendicular to the displacement direction of the table 1030c by means of a motor 1031a. Both the model 5 and the workpiece W can be mounted on the platform 1031. A slide 1033 is vertically displaceable in a guide 1030a by a lead screw arrangement 1033a and a motor 10336 and carries both the tool T and the scanner 1001, both of which have the structure according to FIG. 3 can have. For this purpose, the bent rack 1038 is held in the slide 1033 (that of FIGS. 13 and 14 can be provided as a holder) and is driven by a pinion 1038c of a motor 1038tf. The rack 1038 defines an axis of rotation at the cutting edge of the tool T and is provided with a horizontal support rail 1038e, which forms bearings for two rods 1036 and 1032, which are rotatable in corresponding bearing bushes of the carrier 1038e, as indicated by an arrow 1036a. The drive motor for diet «; Rotational motion at 1035a is similar to FIG. 13 and 14 shown.

In diesem Ausführungsbeispiel hat jedoch jeder üer Köpfe 1040 und 1041 für den Abtaster bzw. da*In this embodiment, however, each has over heads 1040 and 1041 for the scanner and da *

ίο Werkstück einen Dreh- oder Revolverkopf 1040a bzw. 1041a, der um eine Achse T3 bzw. Tt, drehbar ist, die unter einem Winkel zur Werkzeug- oder Abtasterachse liegt, jedoch damit koplanar ist. Ein Schrittmotor 10406 oder 10416 ist vorhanden, um die Revolverköpfe zu drehen, die Futter 1040c und 1041c haben, um Abtaster unterschiedlicher Empfindlichkeit und Ausdehnung sowie Schneidwerkzeuge unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Feinheit aufzunehmen. Der Antriebsmotor für die beiden Einrichtungen kann bei 1008 vorgesehen sein.ίο workpiece a rotary or turret head 1040a or 1041a, which is rotatable about an axis T 3 or Tt , which is at an angle to the tool or scanner axis, but is thus coplanar. A stepper motor 10406 or 10416 is provided to rotate the turrets, which have chucks 1040c and 1041c to accommodate scanners of different sensitivities and dimensions, and cutters of different diameters and fineness. The drive motor for the two devices can be provided at 1008.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 15, 15A und 15B kann der Abtaster elektronisch mit dem Werkzeugkopf gekoppelt sein, wie vorher beschrieben worden ist, um den Arm 1038 oder den Arm 1036 je nach Bedarf zu drehen. Die dafür vorgesehene elektronische Ausrüstung ist bereits erläutert worden. Es können jedoch viele dieser elektronischen Bauteile cigespart werden, indem die Arme 1032 und 1036 für eine gemeinsame Drehung durch eine Verbindung 1042 gekuppelt werden, die über Drehgelenke, wie bei 1042a abgebildet, mit jeden Arm verbunden sind. Da die horizontalen X- und Y-Koordinaten durch die gemeinsame Bewegung des Wertstücks W und des Modells S auf einem gemeinsamen Tisch bestimmt sind, die Drehung desIn the embodiment of Figures 15, 15A and 15B, the scanner can be electronically coupled to the tool head, as previously described, to rotate arm 1038 or arm 1036 as needed. The electronic equipment provided for this has already been explained. However, many of these electronic components can be saved by coupling arms 1032 and 1036 for common rotation by a link 1042 that is pivotally connected to each arm as shown at 1042a. Since the horizontal X and Y coordinates are determined by the joint movement of the value piece W and the model S on a common table, the rotation of the

J5 Werkzeugs und des Abtasters um den Winkel θ durch die gemeinsame Kupplung des Abtasters und des Werkzeugs mit der gekrümmten Zahnstange 1038, der gemeinsame Drehwinkel Φ durch die Verbindung 1042 und die gemeinsame Anhebung Z durch die Verwendung eines einzigen Schlittens 1033, ist ersichtlich, daß der Abtaster nur servogesteuert zu werden braucht, um seine eigene senkrechte Lage in bezug auf das Modell beizubehalten, wodurch die senkrechte Lage des Werkzeugs gewährleistet wird. In diesem Fall können die in F i g. 7,7A und 8 gezeigten Verbindungen mit den Werkzeugstellmotoren weggelassen werden.J5 tool and the scanner by the angle θ through the common coupling of the scanner and the tool with the curved rack 1038, the common angle of rotation Φ through the connection 1042 and the common lift Z through the use of a single carriage 1033, it can be seen that the The scanner need only be servo-controlled to maintain its own perpendicular position with respect to the model, thereby ensuring the perpendicular position of the tool. In this case, the in F i g. 7, 7A and 8 with the tool servomotors shown can be omitted.

Eine ähnliche mechanische Kupplung ist in Fig. 16A und 16B zu sehen, wo ein einziges Modell Mals Vorlage oder Muster für mehrere Werkstücke Wi und Wz ... A similar mechanical coupling can be seen in FIGS. 16A and 16B, where a single model is used as a template or pattern for several workpieces Wi and Wz ...

verwendet wird. In diesem System bildet ein Gestell 1130 einen einzelnen horizontalen Tisch 1130c, der in horizontaler Richtung Y durch einen Stellmotor 113Od positioniert wird Eine Plattform mit einer ausreichenden Länge um alle Werkstücke und das Modell zu tragen, ist für eine Bewegung in X-Richtung auf dem Tisch 1130c gelagert, wie bei 1131 gezeigt ist Ferner ist ein Stellmotor 1131a zur Verschiebung dieser Plattform zu sehen. Der Abtaster 1101 und die Werkzeuge 1108 sind hierbei durch ein Parallelogrammgestänge für eine gemeinsame Neigung in der Ebene der Achsen der Werkzeug- und Abtastköpfe verbunden. Der Abtastkopf 1101Λ ist an zwei Kuppelstangen 1143 und 1144 an getrennten Orten 1143a und 11436 auf der Abtasterachse angelenkt Gemäß Fig. 16A können ähnliche Paare von Stangen an beiden Seiten jedes Kopfs vorgesehen sein. Gelenke oder Zapfen 1143a', 1143a" und 11446', 11446" verbinden ähnlich die parallelen Stangen 1143, 1144 mit den Werkzeugköpfen 11084 die mit Elektro-is used. In this system, a frame 1130 forms a single horizontal table 1130c which is positioned in the horizontal Y direction by a servomotor 113Od. A platform of sufficient length to support all workpieces and the model is on the table for movement in the X direction 1130c stored, as shown at 1131. A servomotor 1131a for moving this platform can also be seen. The scanner 1101 and the tools 1108 are connected by a parallelogram linkage for a common inclination in the plane of the axes of the tool and scanning heads. The scanning head 1101Λ is hinged to two coupling rods 1143 and 1144 at separate locations 1143a and 11436 on the scanning axis. Referring to FIG. 16A, similar pairs of rods can be provided on either side of each head. Joints or pins 1143a ', 1143a "and 11446', 11446" similarly connect the parallel rods 1143, 1144 with the tool heads 11084 which are equipped with electrical

motoren zum Antrieb der Werkzeuge versehen sein können. Wenn die Stange 1143 nach rechts relativ zur Stange 1144 verschoben wird, werden also die Köpfe im Uhrzeigersinn um identische Winkel θ verschwenkt Eine gemeinsame vertikale Bewegung aller Köpfe wird" gewährleistet durch einen Schlitten 1133, der in vertikaler Richtung durch einen Motor 11336 verschoben werden kann, zum Beispiel durch eine Leitspindelanordnung, wie sie in Verbindung mit Fig. 13 und 15 beschrieben ist. Der Schlitten 1133 ist mit einem horizontalen Arm 11335 versehen, von dem eine Gabel 1133f sich nach oben erstreckt, um das Antriebsgestänge zu tragen. Die Gabel nimmt den Stellmotor 1135 auf, der auf ein Verbindungsglied 1145 einwirkt, das durch Hebel 1145a und 11456 der Stangen 1142 und 1144 in einem Kniegelenk verbunden ist, das durch eine Feder 1145c in die abgebildete Mittelstellung vorgespannt ist. Wenn der Motor 1135 betätigt wird, werden also die Köpfe gemeinsam zur einen oder anderen Seite geneigt. Das gesamte Gestänge ist von einer Welle 1146 getragen, die zwischen den Annen der Gabel 1133ί inn die Achse Hf drehbar gelagert ist, so daß die gesamte Einheit um den Winkel θ im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn verschwenkt werden kann, wie in Fig. 16B gezeigt ist In diesem Ausführungsbeispiel ebenso wie in dem von Fig. 15 und 15A reicht die Servosteuerung der Lage des Abtasters aus. um das Werkzeug zu positionieren.motors can be provided to drive the tools. When the rod 1143 is shifted to the right relative to the rod 1144, the heads are pivoted clockwise by an identical angle θ. A common vertical movement of all heads is "guaranteed by a carriage 1133, which can be shifted in the vertical direction by a motor 11336, e.g. Servomotor 1135, which acts on a connecting member 1145, which is connected by levers 1145a and 11456 of the rods 1142 and 1144 in a knee joint which is biased by a spring 1145c into the center position shown. When the motor 1135 is actuated, the Heads together inclined to one side or the other hen the arm of the fork 1133ί in the axis Hf is rotatably mounted so that the entire unit can be pivoted through the angle θ clockwise or counterclockwise, as shown in Fig. 16B In this embodiment as well as in that of Figs 15A the servo control of the position of the scanner is sufficient. to position the tool.

In der Anordnung von Fig. 17 und 18A ist der Abtastkopf 1201 auf einem Arm 1232 montiert, der drehbar von einer Stange 1246 aufgenommen ist und durch seinen Stellmotor, wie bereits beschrieben, angetrieben wird. Der Abtastkopf 1201 ist außerdem durch ein Verbindungsglied 1243 mit Köpfen 1208 von mehreren Bearbeitungsstationen verbunden, die jeweils durch ihren eigenen Arm 1236 getragen sind. Ein Verschwenken des Abtasters um die Achse seiner Stange 1232 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn zur Einstellung des Neigungswinkels Φ führt daher zu einer entsprechenden Neigung der Bearbeitungsköpfe.In the arrangement of FIGS. 17 and 18A, the scanning head 1201 is mounted on an arm 1232 which is rotatably received by a rod 1246 and is driven by its servomotor, as already described. The scan head 1201 is also connected by a link 1243 to heads 1208 of a plurality of processing stations, each supported by its own arm 1236. Pivoting the scanner about the axis of its rod 1232 clockwise or counterclockwise to adjust the angle of inclination Φ therefore leads to a corresponding inclination of the machining heads.

Die Stange 1246 ist außerdem für eine Drehung um die horizontale Achse He in Ständern 1233 an jedem Ende der Maschine gelagert, wobei letztere vertikal verschiebbar auf entsprechende Schlitten angeordnet sind, die durch den Motor 1233Z> angetrieben werden können. Die Ständer 1233 sorgen also für eine vertikale Verschiebung Z. Wie in den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen werden das Modell S und die Werkstücke Wi, W1 usw. von einer Plattform 1231 getragen, die in der K-Richtung durch einen Stellmotor 1231a verschiebbar ist, während ein darunter liegender Tisch 1230c in Pfeilrichtung X über einen anderen Stellmotor (nicht gezeigt) verschiebbar ist. Die einzelnen Köpfe können jedoch um entsprechende Achsen Hi drehbar sein, wie in Fig.7A gezeigt ist, falls es gewünscht ist, in welchem Fall ein weiteres Verbindungsglied die Köpfe miteinander getrennt von dem Verbindungsglied 1243 kuppelt, das die entsprechenden Arme an Gelenken (zum Beispiel Kugelgelenken) verbindet, jede der Kopfanerdnungen von Fig. 16A, 16B, 17 und 17A können diejenige von Fig. 13 bis 15 ersetzen und umgekehrt, wenn ein mechanisch gesteuertes Kopieren erwünscht ist. Ferner können die Verbindungsglieder von Fig. 15 und 17A weggelassen werden, wenn ein unabhängiges, jedoch elektronisch gesteuertes Kopieren erforderlich ist gemäß den für Fig. 10bis 14 angegebenen Merkmalen.The rod 1246 is also supported for rotation about the horizontal axis H e in stands 1233 at each end of the machine, the latter being arranged vertically slidable on respective carriages which can be driven by the motor 1233Z>. The uprights 1233 thus ensure a vertical displacement Z. As in the previously described embodiments, the model S and the workpieces Wi, W 1 etc. are supported by a platform 1231 which is displaceable in the K direction by a servomotor 1231a, while a table 1230c located underneath can be displaced in the direction of arrow X via another servomotor (not shown). However, the individual heads may be rotatable about respective axes Hi , as shown in Figure 7A, if so desired, in which case a further link couples the heads together separately from the link 1243 which pivots the respective arms on (e.g. 16A, 16B, 17 and 17A can replace those of FIGS. 13 to 15 and vice versa if mechanically controlled copying is desired. Further, the links of Figures 15 and 17A can be omitted if independent but electronically controlled copying is required in accordance with the features set forth for Figures 10-14.

In F i g. 18 bis 18E ist eine Anzahl von AbwandlungenIn Fig. 18 to 18E are a number of modifications

für die Halterung des Werkzeügkopfs gemäß der Erfindung gezeigt. Zum Beispiel trägt in Fig. 18 ein Gestell i330 einen Tisch 1330c, der m Pf eürichtung Z durch einen Stellmotor 133Od verechiebbafüst. Derfor holding the tool head according to the Invention shown. For example, in FIG. 18, a Frame i330 a table 1330c, with the cleaning direction Z Slidable by a servomotor 133Od. Of the Tisch 1330c trägt seinerseits eine horizontal verschiebbare Plattform 1331, die in Pfeilrichtung X ober einen Stellmotor 1331a verschiebbar ist. In diesem System trägt jedoch die Plattform 1331 einen Drehtisch 1349, der von einem Motor 1349a so angetrieben ist, daß dasTable 1330c in turn carries a horizontally displaceable platform 1331 which can be displaced in the direction of arrow X via a servomotor 1331a. In this system, however, the platform 1331 supports a turntable 1349 which is driven by a motor 1349a so that the

ίο Werkstück Wum die vertikale Achse V/drehbar ist Der Ständer 1330a des Gestells trägt einen Schlitten 1333, der in vertikaler Richtung durch einen Motor 1336 und eine geeignete Leitspindelanordnung verschiebbar ist Ein horizontaler Querschlitten 1334 wird durch einenίο workpiece Wum the vertical axis V / is rotatable Stand 1330a of the frame supports a carriage 1333 which is driven in the vertical direction by a motor 1336 and A horizontal cross slide 1334 is slidable by a suitable lead screw assembly

is Motor 1334a angetrieben. Ein aufwärts geneigter Arjn 13346 trägt eine Lagereinheit 1334c, in der eine Welle 13346 einer weiteren Drehtischanordnung 1335 drehbar aufgenommen ist Der Drehtisch 1335 kann um die geneigte Achse I\ angetrieben werden, die die vertikaleis powered by engine 1334a. An upwardly inclined arm 13346 carries a bearing unit 1334c in which a shaft 13346 of a further turntable arrangement 1335 is rotatably received. The turntable 1335 can be driven about the inclined axis I \ , which is the vertical Achse Vr am Bearbeitungsort schneidet. Der Schlitten, der darch den StelbiKXcr 1335a gedreht wird, ist mit einer gekrümmten Zahnstange Ϊ336 versehen, durch die der Bearbeitungskopf 1308 über einen Stellmotor 1336a kippbar ist. Anders ausgedrückt, zwei FreiheitsgradeAxis Vr intersects at the machining location. The slide, which is rotated by the StelbiKXcr 1335a, is provided with a curved toothed rack Ϊ336 through which the machining head 1308 can be tilted via a servomotor 1336a. In other words, two degrees of freedom der Drehung in aufeinander senkrechten Ebenen sind in diesem Kopf außerdem vorgesehen. Das System von Fig. 18B unterscheidet sich von dem in Fig. 18 darin, daß ein Schlitten 1434 einen horizontalen Arm 14346 trägt, der durch einen Stellmotor 1434a um die Achse He the rotation in mutually perpendicular planes are also provided in this head. The system of Fig. 18B differs from that of Fig. 18 in that a carriage 1434 carries a horizontal arm 14346 which is rotated about the axis H e by a servomotor 1434a drehbar ist Der Arm 1436, der vom Arm 14346 ausgeht, ist durch einen Stellmotor 1436a drehbar, um den Schneidkopf 1408 um den Winkel θ um seine Achse Hk zu verschwenken. Das Werkstück Wist um die vertikale Achse Vg auf einem Drehtisch 1449 drehbar.is rotatable The arm 1436, which extends from the arm 14346, is rotatable by a servomotor 1436a in order to pivot the cutting head 1408 by the angle θ about its axis H k . The workpiece W is rotatable about the vertical axis Vg on a rotary table 1449.

Fig. 18D und 18E zeigen ein weiteres AusführungS; beispiel gemäß der Erfindung, wobei die Merkmale von F i g. 18 und 18A zusammen mit einigen Merkmalen von 18B und 18C verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel von Fig. I8D und 18E ist das Werkstück WaufFigs. 18D and 18E show another embodiment S; example according to the invention, the features of FIG. 18 and 18A along with some features of 18B and 18C can be used. In the embodiment of FIGS. 18D and 18E, the workpiece is Wauf einem Drehtisch 1549 gelagert, der durch einen Motor 1549a angetrieben werden kann, wobei der Drehtisch 1549 auf einer Längsvorschubplattform und einem Quervorschubtisch in der in den vorhergehenden Figuren angedeuteten Weise gelagert ist und wobeia turntable 1549 which can be driven by a motor 1549a, the turntable 1549 on a longitudinal feed platform and a cross feed table in the one in the preceding Figures indicated manner is stored and wherein

Ί5 diese X- K-Einheit mit 1531 bezeichnet ist Ein Arm 15346 ist hier in einem Lager 1535a für eine Drehung um die geneigte Achse h Hurch einen Motor 1535a' gelagert. Der Arm 15346 ist außerdem gekröpft, wie F i g. 18E zeigt, und trägt einen kurbelartigen Arm 1536,This X- K unit is denoted by 1531. An arm 15346 is supported here in a bearing 1535a for rotation about the inclined axis h by a motor 1535a '. The arm 15346 is also cranked, as shown in FIG. 18E shows and carries a crank-like arm 1536, der durch einen Stellmotor 1536a drehbar ist und einen Kopf 1508 trägt. Um eine vertikale Bewegung zu erlauben, ist die Lagerbuchse 1535a auf einem vertikal verschiebbaren Schlitten 1533 montiert, der seinerseits von einem horizontal verschiebbaren Schlitten 1534which is rotatable by a servomotor 1536a and carries a head 1508. To make a vertical movement too allow, the bearing bush 1535a is mounted on a vertically displaceable slide 1533, which in turn of a horizontally slidable slide 1534 getragen ist. Obwohl die Systeme von Fig. 18 bis 18E dieselben entsprechenden Stellmotoren haben können, die durch elektronische Impulse angesteuert werden, wie sie zum Beispiel durch die Schaltungen von F i g. 7 bis 9 erzeugt werden, können sie auch mechanisch mitis worn. Although the systems of Figs. 18 through 18E can have the same corresponding servomotors that are controlled by electronic pulses, as shown, for example, by the circuits of FIG. 7 to 9 can be generated mechanically with dem entsprechenden Abtaster gekuppelt oder für einen Gleichlauf verbunden sein auf einem Werkstückauflagetisch, wie er in Verbindung mit Fig. 17 und I7A beschrieben ist. Fig. 19 zeigt eine weitere Abwandlung der Werkcoupled to the corresponding scanner or for one Be connected synchronously on a workpiece support table, as described in connection with FIGS. 17 and I7A is described. Fig. 19 shows a further modification of the work zeug- oder Elektrodenhalterung gemäß der Erfindung. In diesem Fall ist ein Kopf 1608 auf einer Welle 1636 montiert, die drehbar ist um eine Achse /3 durch einen Stellmotor 1636a oder ein Verbindungsglied, das einetool or electrode holder according to the invention. In this case a head 1608 is mounted on a shaft 1636 which is rotatable about an axis / 3 through a Servomotor 1636a or a link that is a

Arizahl derartiger Einheiten miteinander verbindet (vgL Figli5, 15A und 15B). En Lager 1635a, in dem eine Welle 1636 gelagert ist, ist von einem gekröpften Arm 1635 frei tragend gehalten, der "fm, einer; vertikal verschiebbaren Säule 1633. montiert ist, und;um die Achse fim durch einen SteÜmotqr 1635Ö verschwenkbar. Außerdem hat die. Vomchtung einen JVerbundtisch 1631, der m der Λ"- und Y-Richtimg durch Stellmotoren 1631a und 1630J antreibbar ist Esversteht sich, daß der Kopf von Fig. 19 dieselben Bewegungsmöglichkeiten hat und in derselben Weise betätigbar ist wie die in F ig. 18 bis 18E abgebildeten Systeme.A number of such units connects with one another (cf. Figli5, 15A and 15B). En camp 1635a, in which one Shaft 1636 is supported by a cranked arm 1635 cantilevered, the "fm, one; vertical sliding column 1633. is mounted, and; to the Axis fim pivotable by a SteÜmotqr 1635Ö. In addition, the. Construction of a compound table 1631, the m the Λ "- and Y-direction by servomotors 1631a and 1630J is drivable It will be understood that the The head of FIG. 19 has the same possibilities of movement and can be actuated in the same way as that in FIG Fig. 18 to 18E illustrated systems.

Fig.20 und 2OA zeigen ein weiteres System zur Erreichung von zwei Rptationsfreiheitsgraden für einen einen Motor enthältenden Werkzeugkopf 1708, der zum Werkstück W benachbart ist In diesem Fall ist der Werkzeugkopf 1708 am Ende eines gekröpften Arms 1736 freitragend angeordnet, dessen Rotationsachse Hn die Werkzeugachse 7} im Bearbeitungspunkt P4 auf der Werkstückoberfläche schneidet Die Kurbel 1736 kann durch einen Stellmotor 173Sa verschwenkt werden und ist in einem Lager 1735a einer vertikal verschiebbaren Säule 1733 gelagert, die in der Z-Richtung durch einen Stellmotor 1733a beweglich ist Der Stellmotor 1733a und die vertikal verschiebbare Auflage 1733 sind von einem Schwenkarm 1735 getragen, der um die Werkstückachse auf einer Welle 1749 durch einen Stellmotor 17356 verschwenkbar isL Der Arm 1735 ist um eine vertikale Achse verschwenkbar und in einer Unterlage 1730 unterhalb des Arbeitstisches montiert Der letztere besteht mindestens aus einem Tisch 173Oq der durch einen Stellmotor 173Od in der Y-Richtung verschiebbar ist, und trägt eine Plattform 1731, die in der Ä'-Ri'chtung durch einen Stellmotor 1731a verschiebbar ist Auch hier hat das Werkzeug zwei Freiheitsgrade der Drehung und der Translationsbewegung auf der Z-Achse.20 and 20A show a further system for achieving two degrees of freedom for a tool head 1708 containing a motor, which is adjacent to the workpiece W. In this case, the tool head 1708 is cantilevered at the end of a cranked arm 1736, the axis of rotation H n of which is the tool axis 7} cuts at the machining point P 4 on the workpiece surface The crank 1736 can be pivoted by a servomotor 173Sa and is mounted in a bearing 1735a of a vertically displaceable column 1733, which is movable in the Z-direction by a servomotor 1733a Vertically displaceable supports 1733 are carried by a swivel arm 1735, which can be swiveled about the workpiece axis on a shaft 1749 by a servomotor 17356. The arm 1735 can be swiveled about a vertical axis and is mounted in a support 1730 below the work table. The latter consists of at least one table 173Oq by a position motor 173Od is displaceable in the Y-direction, and carries a platform 1731, which is displaceable in the '-direction by a servomotor 1731a. Here too, the tool has two degrees of freedom of rotation and translational movement on the Z-axis.

Wie bereits erwähnt wurde, ist ein wichtiger Aspekt der Erfindung die Verwendung des Systems für die Fertigbearbeitung oder Oberflächenveredlung eines Werkstücks mit vorbestimmter Form. Eine Vorrichtung für diesen Zweck ist in Fig.21 und 21A abgebildet In Fig.21 ist ein Gehäuse 50 zu sehen, das mit einer Saugpumpe über eine Leitung 150 verbunden ist aus der ein Hochdruckfluid und Teilchen oder Gase evakuiert werden. Das »Werkzeug« in diesem Fall ist eine Düse 58, die auf einem Halter 57 mit einer Einrichtung, zum Beispiel einem Stellantrieb oder einer Handsteuerung 56, zur Einstellung des Abstands zwischen der Döse 58 und dem Werkstück W versehen ist, das hier schematisch als Elektrode für elektroerosive oder elektrochemische Bearbeitung gezeigt ist Die Düse ist vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche ausgerichtet, die fertigbearbeitet werden soll, und für diesen Zweck kann eines der vorher in F i g. 1 bis 20 gezeigten Systeme benutzt werden. Eine vereinfachte Kopfmontage- und Abtasteranordnung ist hier gezeigt, um die grundlegenden Unterschiede zwischen der Kopierfertigbearbeitungsvorrichtung und Vorrichtungen herauszustellen, die andere mechanische materialentfernende Techniken benutzen. Das Gehäuse 50 ist mit einer aufklappbaren transparenten Klappe 50a bedeckt und ist mit Durchführungsisolatoren SOb und 50c versehen, durch die Drähte 55 zum Werkstück Wund zur Düse 58 von einer elektrochemischen Bearbeitungsquelle 54 führen. Letztere kann den Schaltungsaufbau von irgendeiner der üblichen ECM-Strornversorgungen haben. Eine Pumpe 53, die durch einen Motor 52 angetrieben ist, druckt einen Elektrolyten unter hohem Druck durch einen Schlauch 59 in; diese, Düse;58^ die auch mit einem LuftstraM über ein. RohrTeO^yonieinem geeigneten Kompressor beaufschlagt winLÖie Abriebteilchen können in den Luftstrom von einem Trichter 61 über ein Dösierabsperrorgan 62 oder in die Flüssigkeitsleitung von einem Trichter 63 und einem Dosierabsperrorgan 64 dosiert werdem Im Ausführungsbeispiel von Fi g. 21 ist das Muster oder Modell 5auf einem Tischi70As already mentioned, an important aspect of the invention is the use of the system for the finishing or surface finishing of a workpiece having a predetermined shape. Apparatus for this purpose is shown in Figures 21 and 21A. In Figure 21 a housing 50 can be seen which is connected to a suction pump via a line 150 from which a high pressure fluid and particles or gases are evacuated. The "tool" in this case is a nozzle 58 which is provided on a holder 57 with a device, for example an actuator or a manual control 56, for setting the distance between the nozzle 58 and the workpiece W , which is here schematically as an electrode for electrical discharge machining or electrochemical machining. The nozzle is preferably oriented perpendicular to the surface to be finished and for this purpose one of the methods previously shown in FIG. 1 to 20 can be used. A simplified head mount and scanner arrangement is shown here to highlight the fundamental differences between copy finishing apparatus and apparatus using other mechanical de-materialing techniques. The housing 50 is covered with a hinged transparent flap 50a and is provided with bushing insulators SOb and 50c through which wires 55 lead to the workpiece wound to the nozzle 58 from an electrochemical machining source 54. The latter can have the circuitry of any of the common ECM power supplies. A pump 53, driven by a motor 52, presses an electrolyte under high pressure through a hose 59 in; this, nozzle; 58 ^ which is also with an air jet over a. RohrTeO ^ yonieinem a suitable compressor is applied winLÖie abrasion particles can be dosed into the air flow from a funnel 61 via a dosing shut-off element 62 or into the liquid line from a funnel 63 and a dosing shut-off element 64. In the embodiment of FIG. 21 is the pattern or model 5 on a table i70

ίο gelagert, der in ^- und Y-Richtüng verschoben werdenίο stored, which can be moved in ^ - and Y-direction

kanin^wie oben erläutert wurde. Ein Abtaster oder Fühler 69 ist nach unten gerichtet, um die Oberfläche des Modells über einen Zahnstangenantrieb 68 abzuta-kanin ^ as explained above. A scanner or Probe 69 is directed downward to the surface of the model via a rack and pinion drive 68

- sten, wobei ein Stellmotor gebildet ist dgr durch die Schaltungen von Fig.7 oder 7Ä betätigbar ist In diesem Fall ist die Düse 58 mit dem Abtaster 69 über eine Stange 67 für eine gemeinsame Bewegung mit dem Abtaster gekuppelt obwohl auch unabhängige Stellmotoren für die Düse vorgesehen sein können, wie anhand von Fig. 10 bis 20 beschrieben wurde. Der Quervorschub des Abtasters 69 wird durch zwei Schienen 66 erreicht die eine Zahnstange aufweisen, in die ein Ritzel eines Quervorschub-Stellmotors 65 eingreift Der Stellmotor 65 ermöglicht eine Bewegung des Abtasters und der Düse in der .^-Richtung. Die Bewegung in der Y-Richtung wird durch zwei Schienen 71 gewährleistet die senkrecht zur Zeichenebene verlaufen, jedoch mit einem Stellmotor 72 zusammenarbeiten, um den Abtaster und die Düse auch in dieser Richtung zu verschieben.- Most, where a servomotor is formed by the dgr In the circuits of Fig. 7 or 7A can be actuated in this case the nozzle 58 is over with the scanner 69 a rod 67 coupled for common movement with the scanner although also independent servomotors can be provided for the nozzle, as has been described with reference to FIGS. The cross feed of the scanner 69 is reached by two rails 66 which have a rack in which a pinion of a cross-feed servomotor 65 engages. The servomotor 65 enables movement of the scanner and the nozzle in the. ^ - direction. The movement in the The Y direction is ensured by two rails 71 which run perpendicular to the plane of the drawing, but with a servomotor 72 work together to the scanner and the nozzle also in this direction move.

Eine Dosierpumpe 73, die durch einen Motor 74 angetrieben ist saugt Fluid aus einem Behälterbecken 75 unterhalb des Werkstücks Wab und fördert es in eine Pumpe 53. Der Betrieb des Systems von Fig.21 wird noch deutlicher aus dem jetzt zu erläuternden speziellen Ausführungsbeispiel ersichtlich werden.A metering pump 73, which is driven by a motor 74, sucks fluid from a container basin 75 below the workpiece Wab and conveys it into a pump 53. The operation of the system of FIG.

In Fig.21A ist eine Abwandlung des Systems von Fig.21 gezeigt, wobei ein Werkstückgehäuse 150 auf einer Plattform 131 montiert ist die in der .Y-Richtung durch eine Leitspindelanordnung verschiebbar ist, die durch einen Stellmotor 131a angetrieben ist Das Muster oder Modell Sund das Werkstück Wsind so vom selben Tisch getragen, und eine Anzahl von Düsenköpfen und Werkstücken können gleichlaufend gekuppelt sein, wie in Zusammenhang mit Fig. 17 und 17λ beschrieben ist.In Fig. 21A there is a modification of the system of 21 with a workpiece housing 150 mounted on a platform 131 which is in the .Y direction is displaceable by a lead screw assembly driven by a servomotor 131a The pattern or model Sund the workpiece W are thus carried by the same table, and a number of nozzle heads and Workpieces can be coupled in the same direction, as described in connection with FIGS. 17 and 17λ.

Ein Grundkörper 130 der Vorrichtung hat eineA main body 130 of the device has a

ortsfeste Leitspindel 133a (vgl. Fi g. 13 und 14), auf der ein Schlitten 133 vertikal (in Z-Richtung) durch einen Stellmotor 1336 verschiebbar ist. Der Schlitten 133 trägtFixed lead screw 133a (see. Fi g. 13 and 14), on the a slide 133 is vertically displaceable (in the Z direction) by a servomotor 1336. The carriage 133 carries

so eine gekrümmte Zahnstange 138, wobei eine Querstange 138e mit Lagern für entsprechende gekröpfte Arme 136 und 132 versehen ist, die einen Abtaster oder Fühler 101 bzw. eine Düse 108 tragen. Wie aus F i g. 15,15A und 15B ersichtlich ist, sind die Arme 136 und 132 durch eine Stange 142 und die üblichen Gelenke verbunden. Die Werkzeugdüse und der Abtaster können also dieselben Bewegungsarten durchführen, wie in Zusammenhang mit F i g. 13,14,15 und 15A beschrieben ist.such a curved rack 138, with a cross bar 138e with bearings for corresponding cranked arms 136 and 132 which carry a scanner or probe 101 and a nozzle 108, respectively. As shown in FIG. 15,15A and 15B, the arms 136 and 132 are connected by a rod 142 and the usual hinges. the The tool nozzle and the scanner can therefore perform the same types of movements as in connection with F i g. 13, 14, 15 and 15A.

Die Plattform 131 ist von einem Tisch 130c getragen, der in horizontaler Richtung senkrecht zur Richtung der Verschiebung der Plattform 131 durch den Stellmotor 13Od verschiebbar ist. Der Abtaster 101 hat hier den Aufbau von F i g. 1 oder 3 und ist mit den Schaltungen von F i g. 7 bis 9 versehen, um die Orthogonalität zwischen der Düse 108 und dem Werkstück aufrecht zu erhalten.The platform 131 is supported by a table 130c which is perpendicular to the direction of the in the horizontal direction Displacement of the platform 131 is displaceable by the servomotor 13Od. The scanner 101 has that here Structure of F i g. 1 or 3 and is related to the circuits of FIG. 7 to 9 provided for the orthogonality between the nozzle 108 and the workpiece.

Ein Ablauf 175 vom Gehäuse 150 leitet die Flüssigkeit in eine Vorpumpe 173, die von einem Motor 174A drain 175 from the housing 150 directs the liquid into a foreline pump 173 operated by a motor 174

.■■".. ■'.·■' ' F '.' ; : ■'■■". J angetrieben ist und eine Hochdruckpumpe 153 speist Die letztere istf durch ihren Motor 152 angetrieben, um die Flüssigkeit m die Düse über eine Leitung 159 einzuleiten. Luft wird überi εΐηέ Leitüngl60 zugeführt; und Einfülleinrichtühgen 61 bis 64'können verwendet, werden, iim Teflchen -dem System zuzusetzen. Das Verschwenken der Zaiiristange 138 wird durch einen Stellmotor 138d vorgenommen.'Das Gehäuse 150 hat einen Auslaß 151 zum Absaugen von Abgasen, festen Teflchen und Tropf en aus dem System.. ■■ ".. ■ '. · ■''F'.';: ■ '■■ ". J is driven and feeds a high pressure pump 153. The latter is driven by its motor 152 in order to introduce the liquid into the nozzle via a line 159. Air is supplied via εΐηέ Leitüngl60; and filling devices 61 to 64 'can be used to add in the tray -to the system. The pivoting of the Zaiiristange 138 is carried out by a servomotor 138d. The housing 150 has an outlet 151 for sucking off exhaust gases, solid surfaces and drops from the system.

In Fi %. 22 ist ein System zur Erzeugung von Kopien oder Vervielfältigungsstücken, insbesondere eines Formwerkzeugs öder mehrerer Formwerkzeuge, gezeigt wobei die angeführten Erfindungsmerkmale angewendet sind. In einer ersten Stufe 1 wird eine Zeichnung des gewünschten Erzeugnisses in üblicher Weise gefertigt, und ein negatives Modell davon kann aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, zum Beispiel aus Holz, Gips oder einem anderen Werkstoff, derjsiwh wenig als Elektrodenmaterial eignet Das Modell wird dann in eine Kopierfräsmaschine 2 der in Zusammenhang mit Fig. 1 bis 20 beschriebenen Art eingespannt der bei Wg ein Block aus Elektrodenmaterial, zum Beispiel Graphit als Werkstück zugeführt wird. In dieser Stufe wird der Elektrodenblock zweckmäßigerweise zunächst grob geformt durch Verwendung einer geeigneten Schneide des Fräsers, um das Modell in üblicher dreidimensionaler Weise zu kopieren, und dann mit einem Fertigbearbeitungswerkzeug fertigbearbeitet wobei die Werkzeugachse immer senkrecht auf der Oberfläche gehalten wird, wie vorher ausführlich erläutert wurde, so daß die resultierende Oberfläche praktisch frei von irgendwelchen Kratzern ist, die sonst üblicherweise in zeitraubender Fertigbearbeitung von Hand entfernt werden maßten.In Fi %. 22 shows a system for producing copies or duplicates, in particular a molding tool or a plurality of molding tools, wherein the features of the invention are applied. In a first stage 1 a drawing of the desired product is made in the usual way, and a negative model of it can be made of any suitable material, for example wood, plaster or any other material which is not very suitable as an electrode material a copy milling machine 2 of the type described in connection with FIGS. 1 to 20 is clamped to which, at Wg, a block of electrode material, for example graphite, is supplied as a workpiece. In this stage, the electrode block is expediently first roughly shaped using a suitable cutting edge of the milling cutter to copy the model in the usual three-dimensional manner, and then finished with a finishing tool, the tool axis always being kept perpendicular to the surface, as previously explained in detail so that the resulting surface is practically free of any scratches which otherwise usually had to be removed by hand in time consuming finishing.

Wenn das Modell aus dem Elektrodenmaterial reproduziert worden ist wird die Elektrode automatisch (unter Steuerung eines Programmgebers 7) durch einen Förderer 11a zu einer Elektrodenkontrollstation 3 transportiert in der die Elektrode und das Modell verglichen und die Abmessungen in einen Rechner 8 eingespeist werden, der die Elektrode zurückweisen oder eine Fortsetzung des Programms oder der Folgesteuerung erlauben kann. Die zurückgewiesene Elektrode kann von Hand fertigbearbeitet werden, falls es möglich ist, und Daten der Bearbeitungsparameter, die zur zurückgewiesenen Elektrode führten, werden dann vorteilhafterweise verwendet, um die Bearbeitungsparameter zu korrigieren. Die Form des Modells wird dann selbstverständlich im Rechner für nachfolgende Verwendung gespeichertWhen the model has been reproduced from the electrode material, the electrode is automatically (under the control of a programmer 7) through a conveyor 11a to an electrode control station 3 transported in which the electrode and the model are compared and the dimensions in a computer 8 to reject the electrode or to continue the program or the Sequence control can allow. The rejected electrode can be finished by hand, if it is possible and data of the machining parameters that led to the rejected electrode become then advantageously used to correct the machining parameters. The shape of the model is then of course saved in the computer for subsequent use

Eine Elektrode mit befriedigenden Abmessungen wird automatisch bei 116 zum Beispiel zu einer elektrischen Grobformgebungsvorrichtung weiterbe wegt, die schematisch bei 4 dargestellt ist und vom ECM- oder EDM-Typ ist. Zur Vorrichtung bzw. zur Stufe 4 wird bei 11 f Werkstückmaterial, das durch einen Block 10 angedeutet ist und das aus Stahl oder dergleichen bestehen kann, transportiert. Eine weitere elektrische Bearbeitungsstufe 5 vom EDM-Fertigbearbeitungstyp kann dann das Werkstück aufnehmen, wobei ein Förderer llcfür den Werkstückvorschub von Stufe 4 zur Stufe 5 vorgesehen ist. Vor einer elektrischen Bearbeitung kann das Werkstück mechanisch grob bearbeitet und dann gehärtet werden. Nach der Fertigbearbeitungsstufe 5 wird das Erzeugnis automatisch in einem weiteren Schritt bei 11 d zu einer Kopierfertigbearbeitungs- oder Fluidhonvorrichtung 5aAn electrode of satisfactory dimensions is automatically advanced at 116 to, for example, an electrical coarse forming device, shown schematically at 4 and of the ECM or EDM type. Workpiece material, which is indicated by a block 10 and which can consist of steel or the like, is transported to the device or to stage 4 at 11 f. A further electrical processing stage 5 of the EDM finishing type can then pick up the workpiece, a conveyor 11c being provided for the workpiece feed from stage 4 to stage 5. Before electrical machining, the workpiece can be roughly machined and then hardened. After the finishing stage 5 the product is automatically d in a further step at 11 5a to a Kopierfertigbearbeitungs- or Fluidhonvorrichtung

transportiert, in der eine Oberfläche hoher Güte unter . Steuerung durch das. Ausgangsmödell öder rechnergespeichecte Information'erzeugt wird, während bisher· dafür eine Händfertigbearbeitung vorgesehen wurde. Danach wird das Werkstück bei Hd' zu einer Erzeugniskontrollstation 3' transpoßiert Hier werden die Abmessungen und die Form des Erzeugnisses mit der im Rechner 8 gespeicherten Information verglichen, undgewünschtenfaÜs wird das Modell erneutysrwendiet öder eine Abänderung der Information zur Steuerung des Systems in einer Rückkopplungsschleife vorgenommen. Das Erzeugnis wird dann automatisch durch einen Förderer He abtransportiert und bei 6 als ein Formwerkzeug erhalten, das komplementär zum is ursprünglichen Modell und zu der Elektrode isttransported, in which a surface of high quality underneath. Control by the "output model or computer-stored information" is generated, while manual processing was previously provided for this. The workpiece is then transported at Hd 'to a product control station 3' Here the dimensions and shape of the product are compared with the information stored in the computer 8, and if desired, the model is used again or the information for controlling the system is changed in a feedback loop. The product is then automatically removed by a conveyor He and received at 6 as a molding tool complementary to the original model and to the electrode

Die elektrischen Bearbeitungsstüfen 4 und 5 erfordern ; eine> Anzahl von Elektroden, nämlich eine Grobbearbeiturigselektrpde, eine Fertigbearbeitungselektrode, eine Zwischenbearbeitungselektrode usw. Es ist ersichtlich, daß derartige Elektroden mit entweder identischen oder verschiedenen Abmessungen leicht mit der Kopierfräsmaschine 2 nach einem gemeinsamen Modell bzw. einer gemeinsamen Zeichnung oder nach getrennten ähnlichen Modellen bzw. Zeichnungen gefertigt werden können, worauf dann eine Kontrolle in der Stufe 3 stattfindetThe electrical machining stages 4 and 5 require ; a> number of electrodes, namely a rough machining electrode, a finishing electrode, an intermediate machining electrode, etc. It can be seen that such electrodes with either identical or different dimensions can easily be used with the copy milling machine 2 according to a common model or a common drawing or according to separate similar models or Drawings can be made, after which a control in stage 3 takes place

Die elektrischen Bsarbeitungsstufen 4 und 5 können zweckmäßigerweise mit einer gemeinsamen Vorrichtung durchgeführt werden« zum Beispiel mit einer EDM-Vorrichtung, insbesondere von einem solchen Typ, der sehr vielseitig in den Bearbeitungsmöglichkeiten ist und vorzugsweise ein automatisches Parameterumschaltsystem und einen automatischen Elektrodenwechsler hat, so daß, sobald ein Werkstückblock empfangen worden ist, die Vorrichtung mehrere Bearbeitungsschritte automatisch oder im wesentlichen ohne Eingreifen des Bedieners vornehmen kann und ein entsprechend elektrisch bearbeitetes Werkstück ausstößt Electrical processing levels 4 and 5 can can expediently be carried out with a common device «for example with one EDM device, especially of the type that is very versatile in its machining capabilities is and preferably an automatic parameter switching system and an automatic electrode changer so that once a workpiece block has been received, the apparatus has several Can carry out processing steps automatically or essentially without operator intervention and a correspondingly electrically processed workpiece ejects

Wenn die Elektrode, die zum elektrischen Formen eines Formwerkzeugs in den Stufen ί und 5 erforderlich ist, eine konkave Oberfläche aufweist was nicht ein zufriedenstellendes Formgeben durch ein entsprechendes Schneidwerkzeug oder durch entsprechende λ 5 Schneidwerkzeuge mit der Kopierfräsmaschine gemäß der Erfindung in der Stufe 2 gestattet wird das Modell in geeignete Abschnitte unterteilt, die einzeln durch im wesentlichen konvexe Hacher. eebildet sind, wobei jeder der Elektrodenabschnitte aus dem entsprechen-5J den Abschr.'.it der unterteilten Modelle gefertigt wird, indem die Fräsmaschine in derselben Weise, wie vorstehend beschrieben benutet wird. Kopiegeformte Elektrodenteile können dann in einem Magazin oder einer Speichereinheit einer automatischen Werkzeug-Wechseleinheit der EDM- oder ECM-Vorrichtung, wie vorher erwähnt, installiert und in der Vorrichtung in einer geeigneten Folge verwendet werden, um fortschreitend das Werkstück in eine erforderliche Form zu bearbeiten, komplementär zum Modell, das die unterteilten Elektroden zusammen bilden.If the electrode, which is required for the electrical forming of a molding tool in stages ί and 5, has a concave surface, which does not allow satisfactory shaping by a corresponding cutting tool or by corresponding λ 5 cutting tools with the copy milling machine according to the invention in stage 2 the model is divided into suitable sections, which are separated by essentially convex Hacher. e e formed, each of the electrode portions being made from the corresponding section of the divided models by using the milling machine in the same manner as described above. Copy-formed electrode parts can then be installed in a magazine or storage unit of an automatic tool changing unit of the EDM or ECM device as previously mentioned and used in the device in a suitable sequence in order to progressively machine the workpiece into a required shape, complementary to the model that the subdivided electrodes together form.

Es seien nun beispielhaft einige Meßwerte wiedergegeben, die bei der praktischen Erprobung der Erfindung gewonnen wurden:Some measured values will now be reproduced by way of example, which during the practical testing of the invention won:

Ein Werkstück, bestehend aus 0,55% Kohlenstoffstahl (S55C), wurde mit einer EDM-Graphitelektrode unter Verwendung von Kerosin als Bearbeitungsflüssigkeit bearbeitet. Die EDM-Einschaltzeit betrug 240 με und die Ausschaltzeit 12 με. Der Spitzenwert desA workpiece consisting of 0.55% carbon steel (S55C) was placed with an EDM graphite electrode machined using kerosene as a machining fluid. The EDM switch-on time was 240 με and the switch-off time 12 με. The peak of the

Bearbeitungsstroms betrug 40 A. Die Oberflächenrauheit des Erzeugnisses betrug 11 um Hm«- Die hier gebrauchten Rauheitsabmessungen geben die maximale Höhe von Abschnitten der Oberfläche benachbart zu niedrigen Punkten in um an. Ein ähnlicher Körper, der von Hand geformt wurde, hatte eine Rauheit von 25 um HoT3x und erforderte 16 h manueller Bearbeitung, um die Rauheit auf 3 μπι Hmax zu reduzieren.Machining current was 40 A. The surface roughness of the product was 11 µm. Hm «- The roughness dimensions used here indicate the maximum height in µm of sections of the surface adjacent to low points. A similar body formed by hand had a roughness of 25 µm HoT 3x and required 16 hours of manual processing to reduce the roughness to 3 μm Hmax.

Nach einer Bearbeitung bis zur Erreichung einer Rauheit von 11 um Hn«* durch EDM, wie vorstehend erwähnt wurde, wurde die Oberfläche des Körpers sandgestrahlt unter Verwendung eines Luftdrucks von 5,5 bar und von Siliziumkarbidteilchen mit Abmessungen entsprechend einer US-Siebnummer von 180 (ungefähr 0,084 mm Durchmesser). Die Oberflächenrau-After machining to a roughness of 11 µm Hn «* by EDM, as above mentioned, the surface of the body was sandblasted using air pressure of 5.5 bar and of silicon carbide particles with dimensions corresponding to a US sieve number of 180 (approximately 0.084 mm in diameter). The surface roughness

heit wurde dadurch auf im besten Fall 4 bis 8 um Hin« reduziert bei Verwendung der in Fig.21 oder 21A abgebildeten Vorrichtung mit einer 3-mm-Durchmesser-Düse, die einige Millimeter vom Werkstück entfernt und senkrecht dazu angeordnet war, während bei Verwendung von Wasser mit 15% Natriumnitrat und einem Drück von 35 bar die Oberflächenrauheit avf 3,5 um verringert wurde. Mit einem System, das ECM-S trom von 2£ A und einem Potential von 40 V sowie Siliziumkarbid und Luft verwendete, konnte die Oberflächenrauheit auf 1,5 pm Hoax verringert werden. Beim Verschwenken der Düse aus der Senkrechten auf der Oberfläche um 2° stieg die Rauheit um das Dreifache an.This was reduced to 4 to 8 in the best of cases when using the device shown in FIG of water with 15% sodium nitrate and a pressure of 35 bar, the surface roughness avf was reduced by 3.5 µm. With a system that used ECM current of 2 A and a potential of 40 V as well as silicon carbide and air, the surface roughness could be reduced to 1.5 pm Hoax . When the nozzle was pivoted from the vertical on the surface by 2 °, the roughness increased threefold.

Hierzu 17 Blatt ZeichnungenIn addition 17 sheets of drawings

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kopierwerkzeügmaschine mit einem Abtaster zum Abtasten eines Modells unter Abgabe von mehreren Lagesignalen, mit einem Werkstückhalter, mit einem Werkzeughalter und mit einem vom Abtaster gesteuerten Antrieb für den Werkstück- und/oder Werkzeughalter zur Relativbewegung von Werkstück und Werkzeug entlang mehrerer Achsen, wobei der Abtaster mehrere in Richtung des Modells vorgespannte Finger und diesen zugeordnete mechano-elektrische Meßumformer zur Abgabe von der Fingerlage entsprechenden elektrischen Analogsignalen aufweist, die Stellmotoren beaufschlagen,dadurch gekennzeichnet,daß der Abtaster mindestens drei Finger (102,105a -d; 202, 205a —d) aufweist, daß die Finger (102,105a - d~, 202, 205a— d) in bezug auf das Modell (S) derart angeordnet sa*d, daß sie eine Tangentialebene an die Oberfläche des Modells (S)und die Krümmungsrichtung seiner Oberfläche im jeweiligen Abtastpunkt definieren, und daß die zum Antrieb für den Werkstück- und/oder Werkzeughalter gehörenden Stellmotoren über Analog-Digital-Umsetzer den Meßumformern nachgeschaltet sind und die Relativbewegung von Werkstück (W) und Werkzeug (T) derart steuern, daß das Werkzeug (T) mit seiner Achse senkrecht zu der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche gehalten ist1. Copy tool machine with a scanner for scanning a model with the delivery of several position signals, with a workpiece holder, with a tool holder and with a drive for the workpiece and / or tool holder controlled by the scanner for the relative movement of workpiece and tool along several axes, the The scanner has a plurality of fingers pretensioned in the direction of the model and associated mechano-electrical measuring transducers for the delivery of electrical analog signals corresponding to the finger position, which act on servomotors, characterized in that the scanner has at least three fingers (102,105a-d ; 202, 205a-d ) has that the fingers (102,105a- d ~, 202, 205a- d) are arranged in relation to the model (S) in such a way that they have a tangent plane to the surface of the model (S) and the direction of curvature of its surface Define the respective scanning point, and that the servomotors belonging to the drive for the workpiece and / or tool holder ü The transducers are connected via analog-digital converters and control the relative movement of workpiece (W) and tool (T) in such a way that tool (T) is held with its axis perpendicular to the workpiece surface to be machined 2. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 mit einem den Meßumformern nachgeschalteten trigonometrischen Übertragungsglieü1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkalter einen Werkzeugträger aufweist, der um eine Achs·, durch einen der Stellmotoren verschwenkbar ist, und daß das das trigonometrische Übertragungsglied bildende Netzwerk (Fig.9) mindestens zwei der Meßumformer nachgeschaltet und einem zugeordneten Stellmotor vorgeschaltet ist2. A copying machine tool according to claim 1 with a trigonometric transmission element 1 connected downstream of the transducers, characterized in that the tool holder has a tool carrier which can be pivoted about an axis by one of the servomotors, and that the network forming the trigonometric transmission element (FIG. 9 ) at least two of the transducers are connected downstream and an assigned servomotor is connected upstream 3. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fingern (105a bis \05d) eine Platte (104) angreift, die tangential am Modell (5j anliegt.3. A copying machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that a plate (104) engages the fingers (105a to \ 05d) and rests tangentially on the model (5j. 4. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der -i5 Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (105a—d; 205a— d) ein mittiges Abtastglied (102, 202) umgeben, dessen Ausgangssignal die Krümmung der Modelloberfläche kennzeichnet.4. Copy machine tool according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the fingers (105a— d; 205a— d) surround a central scanning element (102, 202), the output signal of which characterizes the curvature of the model surface. 5. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (105e, 105/; 105gJ zur pneumatischen Vorspannung jedes Fingers (105a- iO5d) in Richtung zum Modell (S) vorgesehen ist.5. copying machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that a device (105e, 105 /; 105gJ for pneumatic biasing of each finger (105a- iO5d) in the direction of the model (S) is provided. 6. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter aufweist einen Schlitten (833, 933, 1033, 1133, 1233, 1333, 1434; 1433, 1533; 1534), der linear in einer Richtung relativ zu dem Werkstück (W) verschiebbar ist, einen ersten Arm (836, 938; 938e, 1038; 1038e, 1146, 1236, 1334Λ+ 1334c+ 1334d+1335, 1434Λ, 1534/?;, der an dem Schlitten um eine Achse (Hc, Hg, Hj, Ii, 12, Hm) senkrecht zu dessen Verschiebeachse (Z) drehbar ist, und einen zweiten Arm (808, 936, 1036, 1145,1208,1336,1436,1536), der an dem ersten Arm zur Drehung um eine Achse (Hd, Hc, Hf, Hi, Hk, 13) senkrecht zur Drehachse des ersten Arms gelagert6. copying machine tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool holder has a slide (833, 933, 1033, 1133, 1233, 1333, 1434; 1433, 1533; 1534) which is linear in one direction relative to the Workpiece (W) is displaceable, a first arm (836, 938; 938e, 1038; 1038e, 1146, 1236, 1334Λ + 1334c + 1334d + 1335, 1434Λ, 1534 /?; Which is attached to the slide about an axis (Hc, ed , Hj, Ii, 12, Hm) is rotatable perpendicular to its displacement axis (Z) , and a second arm (808, 936, 1036, 1145,1208,1336,1436,1536) on the first arm for rotation by one Axis (Hd, Hc, Hf, Hi, Hk, 13) mounted perpendicular to the axis of rotation of the first arm ist, wobei das Werkzeug (T) am zweiten Ann mit seiner Achse koaxial zur Drehachse des zweiten Anns montiert ist ■is, wherein the tool (T) is mounted on the second Ann with its axis coaxial to the axis of rotation of the second Anns ■ 7. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des ersten Arms und die Drehachse des zweiten Arms sich mit dem Werkzeug im Bearbeitungsbereich schneiden. .7. copying machine tool according to claim 6, characterized in that the axis of rotation of the first arm and the axis of rotation of the second arm with the tool in the machining area cut. . 8. Kopierwerkzeügmaschine nach Ansprc^h 6, gekennzeichnet durch starre Verbindungsglieder (1042), die zwischen dem Abtaster und dem Werkzeughalter für deren gemeinsame Verschiebung angelenkt sind.8. Copy tool machine according to claim 6, characterized by rigid links (1042) interposed between the scanner and the Tool holders are articulated for their common displacement. 9. Kopierwerkzeugnsaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter aufweist einen Tisch (1031), der sowohl das Modell (S) als auch das Werkstück (W) trägt, sowie eine Einrichtung zur Verschiebung des Modells in zwei aufeinander senkrechten linearen Richtungen.9. copying machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the workpiece holder has a table (1031) which carries both the model (S) and the workpiece (W) , and a device for shifting the model in two on top of one another perpendicular linear directions. 10. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Antrieb für die Drehung des Werkstücks f H^um die Achse des Werkzeugs (T) 10. Copy machine tool according to one of claims 1 to 9, characterized by a drive for the rotation of the workpiece f H ^ about the axis of the tool (T) 11. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein Fräser ist11. Copy machine tool according to one of the Claims up to 10, characterized in that the tool is a milling cutter 12. Kopierwerkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine.Düse (58) zum Richten eines Fluid- oder Hydrohonstrahls auf das Werkstück (W) ist12. Copying machine tool according to one of claims 1 to 10, characterized in that the tool is ein.Düse (58) for directing a fluid or hydro-honing jet onto the workpiece (W) 13. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine zwischen das Werkstück (W) und die Düse (58) geschaltete Stromquelle (54) für elektrochemische Bearbeitung.13. Copy machine tool according to claim 12, characterized by a power source (54) for electrochemical processing connected between the workpiece (W) and the nozzle (58). 14. Kopierwerkzeugmaschine nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60) zum Zwangsdurchsatz von Druckluft durch die Düse (58).14. Copy machine tool according to claim 13, characterized by a device (60) for Forced throughput of compressed air through the nozzle (58).
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