DE2214436A1 - CONTROL DEVICE FOR MILLING CONVEYOR SCREWS, DISCONTINUOUS CONTROL CURVES ETC. - Google Patents

CONTROL DEVICE FOR MILLING CONVEYOR SCREWS, DISCONTINUOUS CONTROL CURVES ETC.

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DE2214436A1
DE2214436A1 DE19722214436 DE2214436A DE2214436A1 DE 2214436 A1 DE2214436 A1 DE 2214436A1 DE 19722214436 DE19722214436 DE 19722214436 DE 2214436 A DE2214436 A DE 2214436A DE 2214436 A1 DE2214436 A1 DE 2214436A1
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DE
Germany
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gear unit
control
control device
milling
carrier roller
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DE19722214436
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Erwin Gerteis
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Jos Schneider Optische Werke GmbH
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Jos Schneider Optische Werke GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C1/00—Milling machines not designed for particular work or special operations
    • B23C1/16—Milling machines not designed for particular work or special operations specially designed for control by copying devices
    • B23C1/18—Milling machines not designed for particular work or special operations specially designed for control by copying devices for milling while revolving the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F13/00—Making worms by methods essentially requiring the use of machines of the gear-cutting type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q35/00—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually
    • B23Q35/04—Control systems or devices for copying directly from a pattern or a master model; Devices for use in copying manually using a feeler or the like travelling along the outline of the pattern, model or drawing; Feelers, patterns, or models therefor
    • B23Q35/08—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work
    • B23Q35/12—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means
    • B23Q35/127—Means for transforming movement of the feeler or the like into feed movement of tool or work involving electrical means using non-mechanical sensing
    • B23Q35/128—Sensing by using optical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

"Regeleinrichtung zum Fräsen von Förderschnecken, unstetigen Steuerkurven u.ac" Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zum Fräsen von Fördersohnecken, austetigen Steuerkurven und/oder Spanführungsnuten spanender Werkzeuge, bestehend aus einer Arbeitsspindel mit Fräswerkzeug, einer Gebriebeeinheit, einer Halterung für einen berührungslos arbeitenden Abtastkopf, einer Schablone und einem Lageregelkreis."Control device for milling screw conveyors, discontinuous control cams u.ac "The invention relates to a control device for milling conveyor son corners, Austetigen control cams and / or chip guide grooves of cutting tools, consisting from a work spindle with milling tool, a drive unit, a bracket for a non-contact scanning head, a template and a position control loop.

Es sind Regeleinrichtungen bekennt, bei denen der Verschub des Frässchlittens in Abhängigheit der Lage zum Werkstück über eine mechanische Steuerkurve besinflust wird. Diese Lösung erfordert für jede Steigungsänderung eine Änderung bzw. Neuerstellung einer Steuerkurvs.There are control devices known, in which the displacement of the milling carriage depending on the position to the workpiece, controlled via a mechanical control cam will. This solution requires a change or new creation for every change in slope a control curve.

Bei einer anderen bakannten Regeleinrichtung sind das Abtastgerät und das Bearbeitungswerkze@g mechanisch gokuppelt, so daß sie beide die gleiche Bewsgung dem Kurvenzug entsprechend ausführen.Another known control device is the scanning device and the machining tool @ g is mechanically coupled so that they are both the same Execute the movement according to the curve.

Weiterhin sind Regeleinrichtungen bekannt, bei denen die Steigung über numerische Programmsteuerungen vorgegeben wird. Diese Regeleinrichtungen sind steuerungstochnisch sehr aufwendig.Control devices are also known in which the slope is specified via numerical program controls. These control devices are Very complex in terms of control technology.

Der Erfindung liegt di@ Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die eine wirtschaftliche Fertigung von Förderschnekken, unstetigen Stenerkurven und/oder Spanführungsnuten spanender Werkzeuge bei möglichst niedrige4m Aufwand in der Maschinensteuerung und eine einfache Anpassung an die Variation der Schnecken-und Kurvensteigung ermöglicht.The invention is based on the object of providing a control device create the economical production of screw conveyors, discontinuous star curves and / or chip guide grooves of cutting tools with the lowest possible effort in the machine control and easy adjustment to the variation of the screw and Curve slope allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Arbeitsspindel und die Halterung für den Abtastkopf fest und ein Führungsschlitten, der zur Aufnahme eines Spitzenreitstocktes, der Getriebeeinbeit und einer mit der Getriebeeinheit gekoppelton Schab1onentrg.rwalze dient, beweglich auf einem Maschinenbett angeordnet sind und daß sich zwischen dem Spitzenreitstock und einnin mit der Getriebeeinheit verbundenen Spindelstock ein Werkstück befindet und daß der Steigungsverlauf einer Steuerkarve als Diagramm im Koordinetensystem auf einer auf der Schablonenträgerwalre aufgespannten Schablone aufgezeichnet ist, wobei der Kurvenverlauf durch optoelektronische oder induktive Wandler des Abtast@@pfes erfaßbar sind und daß die vom Abtastkopf ermittelte Meßgröße bzw. Lageabweichung els Regelgröße dem Führungsschlitten zur Nachführung des Werkstückes dient.This object is achieved according to the invention in that the work spindle and the holder for the scanning head fixed and a guide carriage for receiving of a top tailstock, the gear unit and one with the Gear unit coupled to the stencil carrier roller is used, movable on a machine bed are arranged and that between the tip tailstock and one with the gear unit connected headstock is a workpiece and that the gradient of a Control cam as a diagram in the coordinate system on one of the stencil carrier rollers clamped template is recorded, the curve progression by optoelectronic or inductive transducers of the scanning @@ pfes are detectable and that the scanning head determined measured variable or positional deviation els control variable to the guide carriage Tracking of the workpiece is used.

Um die Werkstücklänge und die Schablonenträgerwalzen-Umdrehung abzustimmen, ist ein stufenlos einstellbares Getriebe vorgesehen.To match the workpiece length and the rotation of the stencil carrier roller, a continuously adjustable gear is provided.

Gemäß einer zweck@ßigen Au@führungeform ist die Getriebeeinheit direkt mit der Schablonenträgerwalze gekoppelt.According to an expedient embodiment, the gear unit is direct coupled with the stencil carrier roller.

Die Getriebeeinheit =4nn achsenparallel oder koaxial zur Schablonenträgerwalze angeordnet sein.The gear unit = 4nn axially parallel or coaxial to the stencil carrier roller be arranged.

Der Lageregelkreis kann sich aus elektro-hydraulischen oder elektro- mechanischen Rauelementen zusammensetzen.The position control loop can consist of electro-hydraulic or electro- assemble mechanical rough elements.

In der Zeichnung ist schematisch ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel einer YUrdersehanckenfräsmaschine nach der Erfindung dargestellt Auf einem Maschinenbett 1 sind eine Arbeitsspindel 8 mit einem Fräswerkzeug 9 und eine Ralterung 10 für die Befestigung eines berührungslos arbeitenden ibtastitopfes 11 fest und ein Führungsschlitten 2 beweglich angeordnet. Der bewegliche Führungsschlitten 2 trägt eine Gatriebeeinheit 3 snit einem Spindelstock 4. Mit der Getriebeeinbelt 3 ist eine Schablonenträgerwalze 6 direkt gekoppelt, auf der eine Schablone 5 mit einer aufgezeichneten Steuerkurve 12 für den Steigungsverlauf der Schnecke gelegt ist und mit einer an sich bekannten Klemmeinrichtung od.dgl. auf der Schablenenträgerwalze 6 gehalten wird. Der Steigungsver lauf wird als abwicklung in einem Koordinatensystem dargestellt, wobei die Abszisse die Werkstücklänge in einem bestimmten HaBstab und die Ordinate am Umfang der Abwicklung bildet. Der Kurvenverlauf wird auf ein geeignetes Papier bzw. Trägermaterial mit entsprechender Genauigkeit aufgezeiciet, so daß die Möglichkeit besteht, wie je Kurve mit der Abtastkopf 11 abzutasten und daraus die Führungsgröße für eine Nachlaufregelung abzuleiten. Zur Aufnahme enes zu bearbeitenden Werkstückes 16 dient der mit der Getriebeeinheit 3 verbundene Spindelstock 4 und ein auf dem Führungsschlitten 2 angeordneter Spitzenreitstock 7.In the drawing, a useful embodiment is shown schematically a YUrderseh anckenfräsmaschine according to the invention shown on a machine bed 1 are a work spindle 8 with a milling tool 9 and a Ralterung 10 for the attachment of a non-contact ibtastitopfes 11 and a guide carriage 2 movably arranged. The movable guide carriage 2 carries a gate drive unit 3 snit a headstock 4. With the gear belt 3 is a stencil carrier roller 6 directly coupled, on which a template 5 with a recorded control curve 12 is placed for the gradient of the screw and with a known per se Clamping device or the like. on the Shear carrier roller 6 held will. The gradient is shown as a development in a coordinate system, where the abscissa is the workpiece length in a certain HaBstab and the ordinate on the scope of the settlement. The curve is drawn on a suitable paper or carrier material recorded with appropriate accuracy, so that the possibility consists of how to scan each curve with the scanning head 11 and from this the reference variable for a follow-up control. For holding a workpiece to be machined 16 is connected to the gear unit 3 headstock 4 and one on the Guide carriage 2 arranged tip tailstock 7.

Der Abtastkop 11 besteht im wesentlichen aus einem bekannten optischen Abbildungssystem mit einer Beleuchtungseinrichtung, das den Linienverlauf der auf der Schablone 5 aufgezeichneten SDeuerkurve 12 auf geeignete optoelektronische oder induktive Wandler (nicht dergestellt) überträgt. Der btastkopf ll wird von Hilfsenergiequellen aus einem Regelverstärker 13 gespeist, der die erforderlichen Steuerorgane beinhaltet Ein an sich bekannter Lageregelkreis 18 setzt sich aus dem Regelvorstärker 13, einem eleiktro hydraulischen Verstärker 14 und einem Stellglied 15 zusammen, das mit dem beweglichen Führungsschlitten 2 spielfrei gekoppelt ist.The scanning head 11 consists essentially of a known optical one Imaging system with a lighting device that shows the lines of the the template 5 recorded S control curve 12 on suitable optoelectronic or inductive converter (not shown) transmits. The probe head ll is powered by auxiliary power sources fed from a control amplifier 13, which contains the necessary control elements A position control loop 18 known per se is composed of the control preamplifier 13, a eleiktro hydraulic booster 14 and an actuator 15 together with the movable guide carriage 2 is coupled play-free.

Ber funktionelle Ablauf ist folgender: Das Werkstück 16 und die Schablonenträgerwalze 6 werden über die Getriebeeinheit 3 angetrieben, wobei der Antrieb der Schablonenträgerwalze 6 zweckmäßigerweise über ein entsprechendes Zwischen getriebe erfolgt. Das Ubersetzungsverhältnis zwischen Drehzahl Werkstück und Drehzah4Schablone ist derart gewählt, daß bei einer Umdrehung der Schablonenträgerwalze 6 die gesamte Werkstücklänge, welche gefräst werden soll, durchfahren wird. Bei unterschiedlichen Steigungen über die Werkstücklänge muß der Antrieb für die Schablonenträgerwalze 6 mit einem einstellbaren tuf enlos en Getriebe erfolgen, so daß mit diesem das Verhältnis zvischen Werkstückumdrehung und Schablonenumdrchung abgestimmt werden kann.The functional sequence is as follows: the workpiece 16 and the stencil carrier roller 6 are driven via the gear unit 3, the drive of the stencil carrier roller 6 expediently takes place via a corresponding intermediate gear. The transmission ratio between the speed of the workpiece and the speed template is selected in such a way that with a Rotation of the stencil carrier roller 6 covers the entire length of the workpiece, which is milled is to be driven through. With different gradients over the workpiece length the drive for the stencil carrier roller 6 must be enlos with an adjustable tuf en gear, so that with this the ratio between workpiece revolutions and stencil inversion can be adjusted.

erfolgt nun durch Drehung der Schablonenträgerwalze 6 eine Verschiebung der Steucrkurve 12 zur optiscnen Achse des Abtasdtkopfes 11. so ergibt sich eine Differenzspannung der optoelektronischen Wandler. Da diese sich im Brückenzwoig einer WIieatstonischen-Brücke befinden, resultiert daraus eine Änderung der Diagonalspannung. Diese Spannungsänderung stellt das Fehlersignal für die Regelgrö£e dar und w.rd dem etrelverstärker 13 zugeführt und in diesem verstärkt. Das Au@gangssignal des Regelverstärkers 13 wird dem olektrohydraulischen Verstärker 14 eingeprägt. Über diesen elektrohydraulischen Verstärker 14 wird die hydraulische Hilfsenergie auf das mit dein beweglichen Pührungsschlitten 2 gekoppelte Stellglied 15 derart gesteuert, daß dieser aus seine; Stellung hereus bewegt wird, bis das Fchlersignal am Eingang des Regelverstärkers 13 wieder zu Kull wird. Da die Fehlererfassung und die Nachführung proportionalon Verhalten aufweisen, erfolgt nach Überschreiten der Ausgrechsohwelle eine unmittelbare Nachregelung und damit Nchfübrung der Steuorkurve 12 auf die Abtastposition und eine verhältnisgetraue Vbertraguag auf das Werkstück 15.there is now a shift by rotating the stencil carrier roller 6 of the control curve 12 to the optical axis of the scanning head 11. This results in a Differential voltage of the optoelectronic converter. Since this is in the bridge two a WIeatstonic bridge, this results in a change in the diagonal tension. This change in voltage represents the error signal for the controlled variable and w.rd fed to the etrel amplifier 13 and amplified in this. The output signal of the Control amplifier 13 is impressed on the electrohydraulic amplifier 14. Above this electro-hydraulic booster 14 is the hydraulic auxiliary power the actuator 15 coupled to your movable guide carriage 2 is controlled in such a way that that this from his; Position is moved in, until the Fchler signal at the input of the control amplifier 13 becomes Kull again. Since the error detection and the tracking exhibit proportional behavior, occurs after exceeding the Ausgrechsohwelle an immediate readjustment and thus Nchfübrungs of the control curve 12 to the scanning position and a relatively trustworthy transfer to the workpiece 15.

Zur Minderung infolge achwankender Belastung ist eilie Geschwindigkeitsrückführung er einen Tachogenerator 17 vorgesehen, dessen Signal lt dem Regelverstärker 1, eingekoppelt wird.A speed feedback is used to reduce the load as a result of fluctuating loads he provided a tachometer generator 17, the signal of which is fed into the control amplifier 1 will.

Die erfindungsgemäße Regeleinmchtung int besonders günstig anwendbar bei Kleinser@eßfertigung von Förderschnecken, Steuerkurven und @@nlich gestalte@en Konstruktions- bzw. Maschinenteilen, da der Vorrichtungsaufwend weltgehend entf@llt.The regulating device int according to the invention can be used particularly favorably for small-scale production of screw conveyors, control cams and other designs Construction or machine parts, since there is no need for equipment anywhere in the world.

Claims (6)

P a t e n t a n s p r ü c h eP a t e n t a n s p r ü c h e 1. Regeleinrichtung zum Fräsen von Förderschnecken, unstetigen Steuerkurven und/oder Spanführungsnuten spanender Werkzeuge, bestehe aus einer rbeitsspindel mit Fräswerkzeug, einer Getriebeeinheit, einer Halterung für einen berührungslos arbeitenden Abtastkopf, einer Schablone und einem Lageregelkreis, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Arbeitsspindel (8) und die Halterung (10) fest und ein Führungsschlitten (2), der zur Aufnahme eines Spitzenreitstockes (7), der Getriebeeinheit (3) ural einer mit der Getriebeeinheit (3) gekoppelten Schablonentragerwalze (6) dient, beweglich auf einem Maschinenbett (1) angeordnet sind und daß sich zwischen dem Spitzenreitstock (7) und einem mit der Getriebeeinheit (3) verbundenen Spinlelstock (4) ein Werkstück (16) befindet und daß der Steigungsverlauf einer Steuerkurve (12) als Diagramm im Koordinatensystem auf einer auf der Schablenenträgerwalze (6) aufgespannten Schablone (5) aufgneichnet ist, wobei der Kurvenverlauf durch optoelektrouische oder induktive Wandler des Abtastkopfes (11) erfaßbar ist und daß die vom Abtastkopf (11) ermittelte Meßgröße bzw. Lageabweichung als Regelgröße dem Führungsschlitten (2) zur Nachführung des Werkstückes (16) dient. 1. Control device for milling screw conveyors, discontinuous control cams and / or chip guide grooves of cutting tools, consist of a working spindle with milling tool, a gear unit, a bracket for a non-contact working scanning head, a template and a position control loop, d u r c h it is not indicated that the work spindle (8) and the holder (10) fixed and a guide carriage (2), which is used to hold a tailstock (7), of the gear unit (3) ural a stencil support roller coupled to the gear unit (3) (6) is used, are movably arranged on a machine bed (1) and that between the tip tailstock (7) and a spinel stock connected to the gear unit (3) (4) a workpiece (16) is located and that the gradient of a control cam (12) as a diagram in the coordinate system on a clamped on the blade carrier roller (6) Template (5) is recorded, the course of the curve by optoelectrouische or inductive transducer of the scanning head (11) can be detected and that the scanning head (11) Determined measured variable or positional deviation as a control variable for the guide carriage (2) is used to track the workpiece (16). 2. Regeleinrichtung zum Fräsen nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e i, daß die Getriebeeinheit (3) stutzen los einstellbar ist. 2. Control device for milling according to claim 1, d a d u r c h g e It is not shown that the gear unit (3) can be adjusted without a socket. 3. Regeleinrichtung zum Fräsen nach Ansoruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Getriebeeinheit (3) direkt mit der Schablonenträgerwalze (6) gekoppelt ist. 3. Control device for milling according to Ansoruch 1, d a d u r c h g e it is not indicated that the gear unit (3) is directly connected to the stencil carrier roller (6) is coupled. 4. Regeleinrichtung zum Fräon nach einem der vorherigen Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Getriebeeinheit (3) achsenparallel oder koaxial zur Schablonenträgerwalze (6) angeordnet ist. 4. Control device for the Fräon according to one of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the gear unit (3) is axially parallel or is arranged coaxially to the stencil carrier roller (6). 5. Regeleiurichtung zum Fräsen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, cl a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Lageregelkreis (18) aus an sich bekannten elektrohydraulischen Bauelementen (13, 14, 15) besteht. 5. Regeleiurrichtung for milling according to one of claims 1 to 4, cl a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the position control loop (18) is off on known electrohydraulic components (13, 14, 15). 6. Regeleinrichtung zum Fräsen nach einom der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c s g e L e n n z e i c h n e t , daß der Lageragelkreis (18) aus an sich bekannten elektromechanischen Bauelementen besteht. 6. control device for milling according to one of claims 1 to 4, d a d u r c s g e L e n n n z e i c h n e t that the bearing nail circle (18) from per se known electromechanical components.
DE19722214436 1972-03-24 1972-03-24 CONTROL DEVICE FOR MILLING CONVEYOR SCREWS, DISCONTINUOUS CONTROL CURVES ETC. Pending DE2214436A1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2523012A1 (en) * 1982-03-12 1983-09-16 Massin Sa Modification of lathe or milling machine to cut variable pitch screw - uses cam or jack to vary speed of slide upon which work or tool is mounted

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2523012A1 (en) * 1982-03-12 1983-09-16 Massin Sa Modification of lathe or milling machine to cut variable pitch screw - uses cam or jack to vary speed of slide upon which work or tool is mounted

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