DE2238132A1 - Fernsteuerung fuer ein drehbares teil - Google Patents

Description

Düsseldorf, den 2» Aug. 1972 -Pi/Re

Register.

WICKMAN MACHINE TOOL SALES LIMITED, Banner Laney: Tile Hill, Coventry, Warwickshire, Großbritannien

"Fernsteuerung für ein drehbares Teil"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsteuerung für ein drehbares Teil.

Als Beispiel für die AnwendungsmÖglichkeit des Erfindungsgegenstandes sei eine Werkzeugmaschine benannt, wobei die Fernsteuerung dazu dient, ein als Schraubenspindel ausgeführtes drehbares Tciil einzustellen, durch welches eine Verschiebebewegung ermöglicht wird. Es ist bekannt, eine derartige Schraubenspindel mit Hilfe einer drehbaren Welle von Hand zu b<Tti'.t igen. Die drehbare .Welle überträgt somit die von Hand ausgeübte S teuer bewegung unmittelbar ciuf die Schrciubnpindol, Dar iiachteil dabei besteht darin, daß die biegsame UgLL.--; anion gewissen Leerlauf besitzt und sich andererseits

9 8 0 9/ 0 784 BAD ORIGINAL

auch dann, wenn ein Widerstand vorliegt, aufwinden kann, so daß eine genaue und präzise Übertragung nicht möglich ist. Demgegenüber besteht die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabenstellung darin, eine besonders genaue Einstellung des drehbaren Teils, also zum Beispiel der Schraubenspindel, zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein elektrischer Schrittmotor eine Drehbewegung auf das drehbare Teil überträgt, und daß ein drehbarer Steuerschalter für die Einschaltung des Schrittmotors vorgesehen ist, welcher Schalter die Stromversorgung des Motors in Bezug auf seine Geschwindigkeit und Arbeitsrichtung entsprechend der Geschwindigkeit bzw. Einstellung und Drehrichtung des Steuerschalters steuert. Man kann auf diese Weise nicht nur die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung der Schraubenspindel vorgeben, sondern erzielt unter Verwendung des elektrischen Schrittmotors auch äußerst präzise Verstellbewegungen mit Hilfe des drehbaren Teiles.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schleifmaschine, die mit einem erfindungsgemäßen Stcuerkasten ausgeführt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Steuerkasten,

FLg. 3 eine seitliche Ansicht desselten,

Fi^r,. ¹I ein elektrisches Schaltbild des SteuerListcui;;,

Figuren 5 und f> α inen Querschnitt und eine rite:! tioLt i,>,o. Ansicht eines fTteuerschaLters um; St^unri· it;t:>>.m; .u r Fi«;. 2,

309809/0764 BAD ÖRiÖflitt. ·

Fig. 7-eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Steuerung des Steuerkastens der Fig. 2,

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 7 und Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 8.

Die Maschine 1 ist eine Schleifmaschine für optische Profile mit Schlitten 2 und 3, die von einer Schraubenspindel betätigt werden. Die Schlitten tragen ein Schleifscheibenträgergehäuse 3, auf welchem ein hin- und herbeweglicher Schlitten ^l montiert ist, der seinerseits eine drehbare Schleifscheibe trägt. Weiterhin ist die Maschine 1 mit einer an der Stelle 6 vorgesehenen, Werkstückhalterung ausgeführt. Eine optische Einrichtung 7 ermöglicht eine Überwachung der Maschinenarbeit und den Vergleich mit einer vergrößerten Werkstückzeichnung, Vielehe in einem rückwärtigen Gehäuse 8 der Maschine untergebracht wird.

Die Arbeitsweise der Schlitten 2 und 3 besteht darin, daß jeder von ihnen mit einer drehbaren, axial unterschiedlichen Schraubenspindel versehen ist, welche jeweils in eine im Schlitten befindliche Mutter eingreift. Eine Drehung der Schraubenspindel führt somit zu einer linearen Verschiebung der Mutter und demgemäß zu einer linearen Verschiebung des Schlittens. Diese Anordnung ist zeichnerisch nicht näher dargestellt. . ■

Der Steuerkasten ist gemäß Fig. 2 mit einer Tragplatte 10 ausgebildet, die mit zwei Steuerungen 12 und 13 für die Betätigung eines einzelnen Schlittens vorgesehen sind. Sie stehen weiterhin mit Steuerschaltern IM- und 15 in der nachstehend zu beschreibenden Weise in Verbindung. Insgesamt sind zv/ei Sätze der Steuerungen 12 und 13 mit zugehörigen Steuerschaltern 14 und 15 am Steuerkasten erkennbar, um die beiden Schlitten 2 und 3 zu steuern.

309809/076.4 BAD QRiGINAL

j)(.;r Uteuerlwasten trägt weiterhin Steuereinrichtungen fib¹ die betätigung anderer Funktionen der Haschine, die in der iiitti' der Γ ig. 2 mit 16 bezeichnet sind. Da diese nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung zählen, werden sie nicht vje it ergehend beschrieben.

Der ] i)O]jf der Steuerung 13 führt bei seiner Betätigung zu einer Drehbewegung der Schraubenspindel des Schlittens, welche unmittelbar oder mittelbar der Drehung des Steuerknopfes 13 entspricht. Der Schalter 15 ist ein Wahlschalter, um zwischen zwei Bereichen der Arbeitsgeschwindigkeit derart zu wählen, daß in der einen Stellung eine Verdrehung des Steuerknopfes 13 eine proportionale'Drehbewegung der Schraubenspindel zur Folge hat, und daß in der anderen Stellung des Steuerknopfes 13 eine Drehbewegung der Schraubenspindel mit erheblich abweichender Geschwindigkeit erfolgt. Die Bezugszeichen 15ä und 15b wachen auf der Trägerplatte 10 den Unterschied der beiden, mittels des Schalters 15 eingestellten Geschwindigkeiten anschaulich.

Demgegenüber dient der Steuerknopf 12 der Einstellung einer gleichförmigen Drehbewegung der Schraubenspindel bei vorgegebenen Geschwindigkeiten.

Die Drehgeschwindigkeit hängt von der Verdrehung des Steuerknopfes 12 ab; man kann eine vorgegebene Geschwindigkeit dadurch einhalten, daß der Steuerknopf 12 in einer bestimmten Drehstellung mit Hilfe eines Knopfes 12a festgestellt wird. Das Bezugszeichen 12b bezeichnet eine stufenlos verstellbare, zunehmende Geschwindigkeit mit einer zunehmenden Verdrehung des Steuerknopfes 12. Der Steuerknopf 12 ist normalerweise von einer ihn in der Mitte oder Haltestellung haltenden Teder belastet, in welch letzterer er dargestellt ist. Die Achsen der Bewegung sind entsprechend jedem Satz der SteuerhiK'ipie 12 und 13 durch Pfeile dargestellt.

309809/076/.
BAD ÖftlMWL"·> ^q

Die Arbeitsweise des Steuerknopfes 12 steht weiterhin unter dera Einfluß des Schalters l^lt, der in seiner einen Stellung für einen Bereich geringer Geschwindigkeit, weiche durch 14a be ^-lehnet ist, maßgeblich ist, und der in seiner anderen StclLung einen Bereich höherer Geschwindigkeit, welche durch das Bezugsseichen 14b bezeichnet Lst, der Schraubenspindel zur Folge hat.

Die Schaltung LvSt in Fig. 4 wiedergegeben.

Der gemäß dem Prinzip der vorliegenden Erfindung verwendete, elektrische Schrittmotor ist in Flg. ¹I- taLt 17 bezeichnet. Kr steht mit der Schraubenspindel in Verbindung, um Letztere zu verdrehen»

Der Schrittmotor wird entweder von den beiden 5i teuerknöpfen 12 und 13 der FIg, 2 von Hand bedient, wobei Ln Fig, 4 die entsprechenden Bezugszeichen Verwendung gefunden hanen, Dor Schalter IM- für den Geschwindigkeitsbere Ich, der für die Steuerung 12 maßgeblich ist, ist ebenso wie der Berelchschalter 15, der mit der Steuerung 13 zusammenwirkt, erkennbar.

Die Handsteuerung 13 erzeugt ein elektrisches Signal, welches einem Datenwähler 18 zugeführt wird und von dort aus über einen Entschlüssler und Wähler 19 und einen Verstärker 20 zum Schrittmotor 17 führt.

Die Steuerung 12 erzeugt ein Signal, welches· zu einem Oszillator 21 geführt wird, der seinerseits eine bLnäre Zählstufe 22 versorgt. Diese führt das Signal wiederum zum Entschlüssler und Wähler 19, von wo es über den Vorstärker 20 zum Schrittmotor 17 gelangt. Das Prinzip der Arbeitsweise der beiden Arten der Steuerung wird am besten-anhand der Vorrichtung veranschaulicht, die gesteuert wird.

309809/0764

- G-

Dic Figuren 5 und G zeigen die Handsteuerung 13 der Figuren 2 und 3. Die Steuerung besteht aus einem äußeren Knopf 13a, der auf einer Welle 13 befestigt ist. Die Welle ist in einem Gehäuse 24 drehbar gelagert, welches seinerseits mit dem Steuerkasten 10 verbunden int. An ihrem einen und vom.Knopf 13a entfernten Ende trägt ,die Welle 23 eine Scheibe 25, Diese ist mittels einer Mutter 26 befestigt, durch welche die Scheibe 25 gegen einen Flansch 27 gehalten wird, welch Letzterer mit der Welle 23 einheitlich ausgebildet ist. Der Flansch 27 hat auf seiner zylindrischon Oberfläche eine Verzahnung.

Uie sich aus Fig. G ergibt, ist die Scheibe 25 kreisförmig und mit vier [leihen kreisförmiger Öffnungen ausgeführt, von denen einige erkennbar sind. Diese Reihen mit tiff nun go. η ■:; i,n:l als innere und äußere Sätze π it den Bezugszeichen 28 bzw. versehen. Bei jedem Satz ist eine Reihe umfangsmäßig gegenüber eier anderen Reihe um einen Abstand versetzt, der halb so groß wie die Umfangslängo jedes Schlitzes i.st.

Die Scheibe 25 befindet sich zwischen zwei Platten 31 und einer Halterung 33, die mit dem Gehäuse 2^ll· verbunden .LSt₁.

Die Platte 31 ist mit kleinen Lichtquellen 34" ausgeführt, von denen jede mit einer der (iffnungsreihen in der Scheibe 25 in fluchtende Stellung zu bringen ist.

Die PLatte 32 tügt vier kleine fotoelektrische, mit 35 bezeichnete Zellen. Die Lichtquellen 34 und die fotoelektrischen Zellen 35 sind so aufeinander ausgerichtet, daß dann, wenn die Scheibe 25 passend eingestellt ist, Licht auf die fotoeloktt· ischen Zellen 3 5 fällt.

Die Lichtquellen 34 stehen ständig unter Spannung, während c.lic

309809/0764 BAD ORIGINAL

-· 7 —

-Stellung des Schalters 2 5 das Signal entweder unter dem inneren oder dem äußeren Paar fotoelektrischer Zellen 3 5 auswählt.

Im inneren Satz 2 8 befindet sich vierundzwanzig öffnungen, während der äußere Satz 29 "achtundvierzig Öffnungen aufweist.

Während des Betriebes verursacht eine Drehung des Steuerknopfes 13a eine Serie von Impulsen, weil Lieht auf die Reihen fotoelektrischer Zellen fällt; die Frequenz, mit welcher Licht auf eine individuelle Zelle einfällt, hängt von der Drehgeschwindigkeit der Scheibe und somit des- Steuerknopfes 13a ah. Die Frequenz des erzeugten Signals wird für die Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors unter Verwendung des Datenwählers, des Entschlüsslers und des Verstärkers verwendet.

Zwei Lichtquellen und fotoelektrische Zellen werden simulatan verwendet, weil die elektrische Steuerung des Schrittmotors notwendigerweise zwischen Drehungen des Steuerknopfes 13a in entgegengesetzten Richtungen unterscheiden muß. . .

Durch Drehung des Steuerknopfes 13a im Uhrzeigersinn wird ein Signalmuster gesehäffen und dem Datenwähler 18 zugeführt, welches sich von dem Signal unterscheidet, welches bei Drehung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn entsteht. Dies ist auf die Abstände der Öffnungen in der Scheibe 25 zurückzuführen.

Je größer die Drehgeschwindigkeit des Steuerknopfes 13a ist, umso größer wird die entsprechende Geschwindigkeit des Schrittmotors 17 und somit der damit verbundenen Schraubenspindel.

Der Flansch 27 besitzt eine äußere Verzahnung,.in die eine am Gehäuse 2^l\ befindliche Federklinke 36 eingreift. Damit von der Bedienungsperson die Arbeitsweise ähnlich wie bei einer unmit-

309809/0764 ©AD ORIGINAL.

ir] ι .;]i vo;i hand er^i o] ] ton !'eiiraubenspindol VKUir^enonrnvii ■ .orden ld]]]), j:'t "lor Schalter mit eim-tel] barer D.'hnpfunr 5n Γ<η'ίΐ' I¹IJi'?]¹ jiy] onsrhraubf 2¹Ia ausgeführt.

Di <■ /\m:ahl der /i/ihne doe l^.inijclier, 27 ist gleich der Anzahl el cktrisohor Signale, die von dor i]jneren Lochreiho bei einer Drehnun:] <.jer ^Ti".l]e ?3 erzeugt worden. Dadurch nimmt die Bedicnuj)_f!;i3peri3on infolge eines Berührungsreizes wahr, daß der Hehril tuiotor einen Schritt vorgenommen hat. Durch Bedienung de:: ochaütnr:; II) wird dan äußere Paar öffnungen wirksam, so da/ <^:ίη Zahn dar, Aiw.oAchen dafür int, daß der Schrittjnotor

ohrntie νοίΐτ,ομον hat.

Djo in Vii.. 7 d.-j]'!'.ci=1 o] .11 ο otciKirung ist nii1 dc?in Π (?.uerl:noj:f j 2 ;-A\i der '7'³3]<^; 37 aunju'J ühr1 , die; in einem Kahinen 30 drehbar i ;;1 , ·1ιτ f;i-iiH?rf;e.ii :; mit d<^r Ha3t<ip]atte 10 .verbunden ist.

Die We] ] ο 37 bei al igt ein Drehpol ontiometer 39 aui' dein Rallinen 30. Dan Pol rni ioinetc?!¹ 39 üteueiM die I'recjuenz i.n der Onr.illa-1:or:3o]ia]1un;,, \i(-]ehe in Fig, M mil 21 bezeichnet ist.

Im Rahmen 38 iüt ein Paar außen genuteter Scheiben Hi₉ M2 vorgesehen, welche sich auf der Welle 37 drehen lassen. In Nähe der Scheibe 4 2 träjii die WeI ] e 37 einen Hocken Mb₉ der in Bezug aui' die Vie] le unverdrehbar ist, und zwei etwa entgegengesetzt angeordnet(5 Schultern oder Stufen aufweist.

Der Hocken ΊΓ> trägt einen Stift 43, der durch die 180°-Schlitze MM in den Scheiben Ί1 bzw. M2 geführt ist. Die Schlitze 44 befinden sich in den beiden Scheiben wechselweise an entgegengesetzten Stellen. Kino Drehung des Jloekens 45, wie sie sich durch Drehung des Slouerknopfes 12 ergibt, führt zur Drehung von nur einer dor Scheiben 41 oder 4 2, weil zwischen dem Nocken und den Scheiben die aus dem Schlitz und dem Stift bestehende Verbindung

309809/0764 BADORlGINAt,

vorgesehen ist. Die Scheiben ¹H, M-2 stohert unter :1er ί! Liiw irkun;··; von federn, durch die sie gegen einen Anschlägst ift. ¹IG- der, Rühmens 38 gedrückt sind. Zur Federbelastung eignen "sich entsprechende Zugfedern i|7. Um einen Eingriff am Anschlagstift H6 zu bewirken, ist jede Scheibe mit einem Arm versehen, von denen einer mit H8 bezeichnet ist, der gleichfalls die Stellung der Feder festlegt. Die Federn '1-7 greifen in die Hüten der äußeren Flachen der Scheiben Hi bzw." H2 ein.

Der üoeken M-5 steht mit den Betätigurigsarmen einen Paars. Πikroschalter H9 bzw. 51 in Verbindung.

Diese Schalter sind in einen Stromkreis eingeschaltet, der die Drehrichtung des Schrittmotors 17 au'swähLt. Der Steuerknopf L2 besitzt eine Anzeigevorrichtung, durch welche seine Stellung in neutraler Lage erkennbar ist, in welcher einer der SchaLtcr ¹IO bzw. 51 betätigt ist.

VerrL3^r,:'-Lung des Steuerknop.fes· 12 in einer ausgew'ihLten Stellung erfoLgt .uit Hilfe des bereits beschriebenen. Knopfes L2a. Dieser wicht über eine Schraube 52 auf eine vom Rahmen 3R getragene Halte;;t.mge 53, die von der Feder 5H in ihrer AusLöscstulLung gehalten wird. Die Haltestange 53 läßt sich gegenüber- einer Scheibe 55 verriegeln, die auf die i/ello 37 aufgesetzt ist, um sie gegen den Rahmen 38 zu halten und ihre Drehniing mit der UeLLc zu verhindern.

Der Frequenzbereich dieser Vorrichtung beträgt -,wischen ¹K und 1600 Hz. Der untere, durch den SehaLter LU angewä.iilt:: Bereich liefert eine Frequenz von k bis 90 Uz, wohingegen der obere Bereich 80 bis 1600 Hs betragt; Der gesamte Bore ich, ausgedrückt in der Umdrehungsgeschwindigkeit des Schrittmotors, beträgt 1,2 bis 480 Umdrehungen je Minute.

309809/076A
BAD ORIGINAL

2 2 3 8 ! 3 2

- LO -

^:'.e i einer w.-ih Lwe lejcmi Aiiyf tthruri^sfOcMn der» manuc 1.1.'·ίΐ !out c > 1.1 - ichaLfcers 13 Ist el Lo. Scheibe 2 S abget/ancle. Lt, in 1 .:i'i Ul;- il^lhr-a der {.»ffiiun^en 28 und 29 durch Vertiefungen oder Leitende uni nicht Leitende Abschnitte er^etiit sind; liierm.it stehen Mincttanisclie oder elektrische Kontakte bn Mingriff, um die ^ewürrjcht Art des elektrischen Signals zu erzeugen.

309809/0784

, -.,,_■ i'^j'i fiii

BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. 2 2 3 R T 3

   ί\ Yerir.A ^uerjn;: fi"i ein drehbar".:* T'~il. ilanurah g'ekenn- zeichnet₉ daß ein elektrischer Gchrittmot er (J 7,) cine Drehbewegung auf das drehbare Teil überträgt, und daß ein drehbarer steuerschalter (12, 13) für die L'inschal- i.un^ri den Schrittmotors (17) vorgesehen i«ⁱ3t, welcher L-c]^a3if-T- ij.T Stronversorgung des Motors (17) in iJeuig ·. uf Tt(Ti]I'"" i3(:-ccJivjindi~fi,]c-i1· unt3 Arbeitsriehtung en1 sjire- c\.< ji'i der Gf?f=cJiVjindjr3jce3t b;^;. Jb"ηstel].un_vq, und Di^ehrdch-1uii;- :.if-ij .'It r u or schall'er G :3tpuer1 ,

   ['I^uorun.j ]ir^jc]i Anspruch 3, öadiweh gePomuuiiehnßi _t daß · di<^: ßclia] Ivcrr jchtung eine erste Drelisteueminji' aui weiset, Tii1te]r3 v;elc]]ei"¹ di.(? Gesehwdnddßkeii: Oes riotors dcir (]egc'.:.-.ir.di.'^ceit dei"· T:-eueo,unß der ersten otauerunp. \)vo\.ov-1Joiir33 ,--.CTiachi v?iro, und daß cane vieitere Drehst outrun;'. V(5rn:o"!;chcn i ut, mittels welcher die Geschwindd ₍q];ei1 des ijo"lcrr; ])ro])ortional zur IZinstellimg dei¹ weiteren Drel)- zu machen ist. ... -

   3. Gl c ucrunp. nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet_t daß die ( rs1 e. Drcdiüteuerung ein Schalter mit einer drehbaren, mit öffnungen versehenen Scheibe ist, welche Geheibe zwischen Lichtquellen und photoelektrisehen Zellen derart an; ^ordnet?, daß in Abhängigkeit von eier Geschwindigkeit erzeugte Signale und die ürehriehtunc der Scheibe iür die St CUCi-¹Un" -des Schrittmotors verwendet -werden.

   ¹J. Gteucrunr; nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste·-" Steuerung mit einem Schalter ausgebildet ist, durch den unterschiedliche Proportionalität zwischen der Knopf drehung, und dem drehbaren Teil einstellbar ist".

   80 97 0 76.4

   5. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet* daß die weitere Steuerung mit einem Drehpotentiometer ausgebildet ist, welches ein Signal für die Steuerung des Schrittmotors für eine Geschwindigkeit auslöst» die proportional der Einstellung einer Eingangswelle des Potentiometers ist. '

   6. Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,daß die weitere Steuerung einen Nocken aufweist, der mittels eines Steuerknopfes zusammen mit dem Drehpotentiometer . · verdrehbar ist und seinerseits Schalter betätigt, wodurch die Drehrichtung des Schrittmotors zu steuern ist.

   7. Steuerung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die weitere Steuerung eine auslösbare Verriegelung aufweist, mittels welcher sie in jeder angewählten Stellung fixierbar ist.

   30.9809/Q7S4

   Leerseite