DE2302336C3 - Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Nachformwerkzeugmaschinen - Google Patents

Description

und für die

Achse X=D- cos wt ■ S · cos «
Achse y = ΰ · sin wt ■ S ■ sin α

Die Erfindung betrifft eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Nachformwerkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit diesem Oberbegriff nimmi die Erfindung auf ist (mit D = Spannungsvektor und 5 = Fühlerauslenkung).

Diese Momentanwerte werden in dem Summierverstärker 4 zu dessen Ausgangswert

A, = U-S- cos (wt — ix)

addiert, d. h., zu einer Schwingung, deren Amplitude dem Betrag der Fühlerauslenkung und deren Phasenlage zur Kosinusschwingung des Generators 1 der Auslenkrichtung des Fühlers 3 entspricht. Diese Schwingung wird einerseits der Triggerstufe 6 zugeführt und mit Hilfe des ausgehenden Rechtecksignals wird der h5 als Sägezahngenerator ausgebildete Vergleichsgenerator 7 synchronisiert.

Andererseits wird diese Schwingung in dem Schaltglied 5 gleichgerichtet, gesiebt und in einem Summier-

verstärker 9 als Ist-Auslenkung Sä, mit dem vorgegebenen Sollwert der Tasterauslenkung Ssoii verglichen. Die mit Sw bezeichnete Differenz aus Sa, und Ssoii wird mit dem Signal des a!s Sägezahngenerator ausgebildeten Vergleichsgenerators 7 in einem Komparator 8 verglichen, der stets dann sein Ausgangssignal wechselt, wenn das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 7 gleich der Regelabweichung Sw ist

Ein als monostabiles Schaltglied ausgebildetes Zeitglied 12 gibt - ausgelöst von einer Flanke bestimmter Polarität ues Schaltsignals des !Comparators 8 — ein Schaltsignal von vorbestimmter Dauer, zweckmäßigerweise von der halben Periodenzeit, ab. Für die Dauer dieses Schaltsignals schließen elektronische Schalter 10 und geben die Momentanwerte der Sinus- und der Kosinusschwingung an Spannungsteiler 11 weiter. Es ist ersichtlich, daß der geschnittene Momentanwert der Schwingungen von dem Schaltwinkel des !Comparators 8 in bezug auf den Generator 1 abhängt, also zum einen von der allein durch die Auslenkrichtung des Fühlers bestimmten Phasenlage des Sägezahngenerators 7 zum Generator 1 und zum anderen von der Phasenlage des Schaltsignals der Glieder 8 und 9 zum Sägezahn, also dem von der Regelabweichung Sw bestimmten Schaltpegel an der Spannungsgeraden des Sägezahns. Es Finden sich hinter dem Spannungsteiler 11 also die Signale:

Vy = Vb-SOI(X +SW- K)

V_x= V₈ ■ cos(ot + Sw ■ K) Diese Signale werden den durchregelbaren Antrieben zweier senkrecht zueinander stehender Achsen nach einer dem Umlaufsinn entsprechenden einseitigen Invertierung als Geschwindigkeitssollwerte zugeführt Durch den aus der Auswertung der Auslenkrichtung gewonnenen Ausdruck

bzw.

V = Vb ■ sin tx V= Ve· cos«

ίο ist dabei die Grundrichtung entlang einer Kontur bestimmt. Die durch Auswertung des Auslenkbetrages herbeigeführte Drehung »Sw ■ Κ« des Geschwindigkeitsvektors korrigiert die Grundrichtung und sorgt für eine gleichbleibende Auslenkung des Fühlers 3. Durch diese Korrektur mittels »Phasendrehung« ist eine richtungsunabhängige, konstante Bahngeschwindigkeit bis zu kleinsten Kopiergeschwindigkeiten gewährleistet, die zum anderen durch die rein proportionale Arbeitsweise der beschriebenen Einrichtung ermöglicht werden.

Im Rahmen der praktischen Ausführung sind manche Abänderungen denkbar, z. B. Speisung beider Meßelemente 2 mit einer Sinusschwingung und anschließender 90°-Drehung eines Signals. Besonders muß aber darauf hingewiesen werden, daß anstelle des Sägezahnes 7 jede andere Funktion, die eine endliche Anstiegszeit aufweist, zum Vergleich mit der Regelabweichung herangezogen werden kann. Der Sägezahn bietet jedoch aufgrund seiner fast 360° umfassenden Flanke den größten Korrekturwinkel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für Nachformwerkzeugmaschinen mit einem eine Schablone mechanisch abtastenden Fühler, der zwei senkrecht zueinander arbeitende Fühlsysteme aufweist, deren Ausgangsspannungen als Steuersignale jeweils den Vorschubantrieben in den einzelnen Maschinenachsen zuführbar sind, wobei die Richtung der Fühlerauslenkung die Winkellage eines Geschwindigkeitsvektors bestimmt und der Betrag der Fühlerauslenkung bzw. die Differenz aus eineim Soll- und einem istbetrag der Fühlerauslenkung dazu bestimmt ist, die Bewegungsrichtung durch Drehung des Geschwindigkeitsvektors entsprechend der vorliegenden Regelabweichung zur Konstanthaltung der Fühlerauslenkung festzulegen, und wobei die Fühlerauslenkung für jede Achse getrennt, in Form einer Wechselspannung darstellbar ist, deren Amplitude der Fühlerauslenkung und deren Phasenlage der Lage der Achse im Koordinatensystem entspricht, und wobei durch Addition dieser Einzelsignale in einem Summierverstärker ein Wechselspannungssignal gewinnbar ist, dessen Amplitude dem Betrag der Fühlerauslenkung und dessen Phasenlage in bezug zum Signal eines der Speisung des Fühlers dienenden Sinus-Kosinus-Generators der Auslenkrichtung entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Phasenlage der Auslenkrichtung und in der Amplitude dem Auslenkbetrag entsprechende Wechselspannungssignal jeweils nach Gleichrichtung einerseits einem Vergleichsgenerator (7) zu dessen Synchronisation und andererseits einem Komparator (8) zum Verschieben von dessen Schaltpegel entsprechend der Amplitude dieses Wechselspannungssignals zuführbar ist, wobei der Vergleichspegel des Komparators (8) vom Vergleichsgenerator (7) aus zuführbar ist, und daß das Schal'signal des Komparators (8) über ein Zeitglied (12) sowie über zwei elektronische Schalter (10) aus den Signalen des Sinus-Kosinus-Generators (1) die Momentanwerte herausschneidet und daß diese Momentanwerte auf getrennten Kanälen den Vorschubantrieben als Geschwindigkeitssollwerte zuführbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsgenerator (7), dessen Ausgangssignal dem Komparator (8) zum Vergleich mit dem das Differenzsignal (Sw) zwischen Soll- und Istwert der Tasterauslenkung bildenden Ausgangs signal eines Summierverstärkers (9) zuführbar ist, mindestens in einem Bereich des Ausgangssignals einen mindestens angenähert proportionalen Signalverlauf aufweist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (12) ein monostabiler Zeitkipper ist, dessen Start ausschließlich von einer Flanke bestimmter Polarität des Schaltsignals des Komparators (8) auslösbar ist.

einen Stand der Technik von elektrischen Kopiersteuerungsvorrichtungen Bezug, wie er der CH-PS 4 52 319 sowie der Zeitschrift »Maschine und Werkzeug«, 1965, Heft 9, S. 14 bis 17, zu entnehmen ist Dort erfolgt die Drehung des Geschwindigkeitsvektors durch eine vektorielle Addition der für sich korrigierten Vektoranteile für jede Achse. Dies führt jedoch in Folge unvermeidbarer Signaltoleranzen neben der gewünschten Schwenkung des Geschwindigkeitsvektors zu einer

ίο Größenveränderung desselben und damit zu einer Änderung der Bahngeschwindigkeit Diese Störgrößen sind in der Regel größer als die heute in der Praxis gewünschten kleinsten Kopiergeschwindigkeiten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die die genannten Störgrößen mit einfachen Mitteln vermeidet und damit in jeder Arbeitsphase des Fühlers auch bei kleinsten Kopiergeschwindigkeiten eine konstante Bahngeschwindigkeit gewährleistet

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 Erfaßte gelöst

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird der Geschwindigkeitsvektor nicht durch vektorielle Addition geschwenkt und damit auch in seiner Größe nicht verändert; unter Umgehung einer vektoriellen Addition wird der Geschwindigkeitsvektor unmittelbar aus seiner ursprünglichen Lage in die korrigierte neue Lage geschwenkt. Dadurch können keine zusätzlichen, die Kopiergenauigkeit beeinträchtigenden Störgrößen auftreten.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben, die den schaltungstechnischen Aufbau einer elektrischen Kopiersteuerungsvorrichtung nach der Erfindung zeigt.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Sinus-Kosinus-Generator bezeichnet, der die Meßelemente 2 speist Die Meßelemente 2 sind Dehnmeßstreifenbrücken oder induktive Aufnehmer, die der Messung der Auslenkung (S) an dem federnd aufgehängten Fühler 3 in dessen x- und y-Achse dienen. Der Fühler befindet sich mit der nicht gezeigten, abzutastenden Schablone im mechani-

sehen Kontakt. Die Speisung der Meßeleniente 2 erfolgt mit der der jeweiligen Koordinatenachse x, y zugeordneten Winkelfunktion, so daß der Momentanwert des Ausgangssignals für die