DE2440775A1 - Steueranordnung fuer eine kurvenherstellungsmaschine - Google Patents
Steueranordnung fuer eine kurvenherstellungsmaschineInfo
- Publication number
- DE2440775A1 DE2440775A1 DE2440775A DE2440775A DE2440775A1 DE 2440775 A1 DE2440775 A1 DE 2440775A1 DE 2440775 A DE2440775 A DE 2440775A DE 2440775 A DE2440775 A DE 2440775A DE 2440775 A1 DE2440775 A1 DE 2440775A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- curve
- workpiece
- control
- law
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
- G05B19/184—Generation of cam-like surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/08—Milling cams, camshafts, or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
Beschreibung
zum Patentgesuch
zum Patentgesuch
des Herrn Ing. Alfred Schmermund, 582 Gevelsberg / Westf.,
Körner Straße 6 2
betreffend: -
"Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine"
Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine, z.B. eine Kurvenfräsmaschine oder
Kurvenschleifmaschine zur Herstellung von Axialkurven - sog. Topf- oder Trommelkurven - und Radialkurven oder Scheibenkurven
für schwingende Abtriebshebel.
Eine universell brauchbare Kurvenherstellungsmaschine soll in der Lage sein, Kurven mit beliebig vielen Anstiegsbzw. Abstiegsflanken in beliebiger Reihenfolge mit beliebigen,
den Kurvenflanken zugeordneten Schwenkwinkeln der schwingenden Abtriebshebel zu fertigen, und zwar gemäß einer Vielzahl
von auswählbaren Kurvengesetzen. Insbesondere soll sie auch in der Lage sein, Paare von einander zugeordneten Kurvenflanken
für Zwangsführung von Abtriebshebeln herzustellen, was besonders hohe Genauigkeit erfordert. Es ist erwünscht,
die werkstückbezogenen Bestimmungsgrößen der einzelnen Kurvenabschnitte mit geringsteöglichem Aufwand von Hand eingeben, zu
können, während die werkstückunabhängigen Kurvengesetze in einem Speicher festgespeichert verbleiben sollen.
2 -
6098 11 /CUQ3
Um einzelne nachfolgend benutzte Ausdrücke zu definieren, soll auf Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen Bezug
genommen werden.
Der zu fertigende Kurvenkörper 1 besitzt bei 2 seinen Drehpunkt. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil 3 angedeutet
«4. ist die Kurvenbahn, die nicht notwendigerweise auf dem Außenumfang der Kurve liegt, sondern gegebenenfalls
auch auf einer Innenfläche. Die Abstiegsflanke 5 und die Aufstiegsflanke 6 werden von einer Abtriebsrolle 7 abgetastet,
deren Achse 8 Mittelpunkt des Abtriebsrollenlagers auf dem Abtriebshebel 9 ist. Der Abtriebshebel ist bei 10
gelenkig gelagert. Die Punkte 8 und IO sind durch die Abtriebshebelmittellinie
miteinander verbunden. Deren Position liegt bei 11 vor dem Abfahren einer Abstiegsflanke
und bei 12 nach dem Abfahren einer Abstiegsflanke. Bei einer solchen Bewegung des Hebels durchläuft die Achse 8 der Abtriebsrolle
7 eine Bahn 13, und dieselbe Bahn wird natürlich in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, wenn eine Aufstiegsflanke
durchfahren wird. Dieser Bahn ist der Schwenkwinkel 14 des Abtriebshebels zugeordnet. 15 bezeichnet den
Flankenwinkel, d.h. die Winkelerstreckung einer Abstiegsoder Aufstiegsflanke. Die Extremstellungen der Achse 8 sind
miteinander in Fig. 1 durch eine gerade Linie 16 verbunden. Mit 17 ist der Radius irgendeines Punktes auf einer Flanke
des Kurvenkörpers 1 bezeichnet. Anhand der Fig. 2 wird eine Sonderform erläutert, bei der der Abtrieb nicht mittels eines
schwingenden Hebels erfolgt, sondern mittels eines gerade geführten Stößels. Der Stößel führt während des Abfahrens einer
Flanke einen Hub 18 aus, wobei der Mittelpunkt der Abtriebsrolle eine gerade Bahn 19 durchläuft.
Bekanntlich läßt man bei Steuerkurven Abstiegsflanken oder Aufstiegsflanken so verlaufen, daß der Abstand zwischen
Drehpunkt des Kurvenkörpers und Achse der Abtriebsrolle in
6 ü 9 8 1 1 / [K U 3
2UQ775
-Λ *
Abhängigkeit vom Flankenwinkel entsprechend einem-bestimmten
Gesetz verläuft. Häufig handelt es sich um einen formelmäßig
darstellbaren gesetzmäßigen ,Zusammenhang, z.B. für den Fall
der Fig. 2, daß der Zuwachs des Hubes der Abtriebsrolle über dem Flankenwinkel gemäß einer Sinusfunktion erfolgt. Dieser
Zusammenhang von Verlagerungsgröße eines Abtriebsgliedes
und zugehöriger Winkelerstreckung einer Kurve wird als Kurvengesetz
bezeichnet. Für ein solches Kurvengesetz kann man Tabellen für normierte Abmessungen anfertigen, die dann die
Koordinatenpaare für eine bestimmte Anzahl von sogenannten Stützpunkten der Bewegungsbahn des Abtriebsrollenmittelpunktes
enthalten.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein gewünschtes Kurvengesetz einer bestimmten Verlagerungsgröße, z.B. Hubhöhe,
Schwenkwinkel, des Kurvengetriebes zuzuordnen. In diesem Zusammenhang sei noch einmal Fig. 2 betrachtet. Es
sei angenommen, daß das Kurvenqesetz bei der Fertigung der Kurve derart berücksichtigt worden ist, daß die Zunahme des
Kurvenradius 21 eine Funktion der Zunahme des Flankenwinkels 20 gemäß dem gewählten Kurvengesetz ist. Dann wird die Verlagerung
des Abtriebsstößels, abhängig von der Drehung um den Flankenwinkel 20, dem gewählten Kurvengesetz nicht exakt
gehorchen. Die Verlagerung des Abtriebsstößels wird dann exakt dem gewählten Kurvengesetz entsprechen, wenn die Kurve
mit einem Werkzeug gefertigt worden ist, dessen Durchmesser . identisch war mit dem Durchmesser der Abtriebsrolle, und das
gemäß dem Kurvengesetz auf der gleichen linearen Bahn geführt wurde, die später auch vom Mittelpunkt der Abtriebsrolle abgefahren wird. Andernfalls ergeben sich Verzerrungen,
Entsprechendes gilt für die Getriebe gemäß Fig."1. Erwünscht ist, daß der Schwenkwinkel 14 des Abtriebshebels 9 in Abhängigkeit
vom Flankenwinkel 15 dem gewünschten Kürvengesetz gehorcht. Dem Schwenkwinkel 14 entspricht der Bogen 13, der
von der Achse 8 bzw. dem Mittelpunkt der Abtriebsrolle- 7
i>Ub8i1/CUU3
durchlaufen wird. Bei einer bekannten Näherungslösung wird das Kurvengesetz auf die gedachte geradlinige Verbindung 16
der Endstellungen des Abtriebsrollenmittelpunktes übertragen. In diesem Falle gehorcht der Schwenkwinkel 14 einem "verzerrten"
Kurvengesetz.. Sehr häufig ist diese Verzerrung so gering, daß sie für die Praxis tolerierbar ist. Kritisch wird
es allerdings, wenn einander zugeordnete Kurven zur Erzeugung von formschlüssigen Bewegungen hergestellt werden müssen.
Diese arbeiten nur dann ohne Klemmen und Schlagen, wenn der jeweilige Teilwinkel des Schwenkwinkels 14 bzw. der jeweilige
Teilbogen des Kreisbogenstücks 13 exakt entsprechend dem gewünschten Kurvengesetz zunimmt. Dieser Forderung soll die
Steueranordnung gemäß vorliegender Erfindung genügen.
Bevor auf die oben bereits erwähnte bekannte Kurvenherstellungsmaschine
eingegangen wird, soll zunächst auf die bekannten numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen hingewiesen
werden. Bekanntlich gibt es numerisch gesteuerte Fräsmaschinen, die auch mit Schleifvorrichtungen ausgerüstet werden können,
bei denen über Lochstreifen oder Magnetbänder Steuerinformationen
eingegeben werden können, wonach die einzelnen Verschiebungen der Schlitten in Koordinatenpaaren vorgegeben werden.
Das bedeutet, daß für eine spezielle Kurve aus Tabellen, welche für bestimmte Kurvengesetze normierte Koordinatenpaare
enthalten, oder unter Anwendung entsprechender mathematischer Formeln die tatsächlich für die Fertigung vorzugebenden Koordinaten
Stützpunkt um Stützpunkt berechnet werden müssen. Danach werden die Koordinaten abgespeichert, und nachher bei der
Fertigung wieder ausgelesen. Es versteht sich, daß für abweichende Kurven selbst bei gleichem Kurvengesetz die gesamte
Berechnung zu wiederholen ist. Die Koordinaten fallen natürlich in solchen Mengen an, daß die Berechnung praktisch nur
mit einem Digitalrechner durchführbar ist. Im Ergebnis dauert es sehr lange, ehe eine Kurve tatsächlich gefertigt werden
kann, und man kann auch nicht die Arbeit unterbrechen und nur geringfügige Korrekturen vornehmen, ohne daß die gesamte
Berechnung wiederholt
6 Ü 9 B 1 1 / i.· L U 3 - 5 -
werden muß. Dies ist insbesondere im Versuchsstadium eine höchst unerwünschte Konsequenz.
Damit die Bestimmungsgrößen der Kurven auch noch an der Kurvenherstellungsmaschine selbst mit geringem Aufwand
eingegeben oder abgeändert werden können, muß die Steueranordnung über folgende Eigenschaften verfügen:
Zum ersten müssen die Daten der auswählbaren Kurvengesetze bereits gespeichert vorliegen, d.h. die Kurvengesetze
müssen abrufbar sein. Die Daten der Kurvengesetze sollen
nachfolgend als werkstückunabhängige Daten bezeichnet werden.
Zum zweiten müssen Eingabemöglichkeiten, auch für die Handeingabe, von Daten entsprechend dem jeweiligen speziellen zu
fertigenden Werkstück vorgesehen sein; diese Daten sollen
nachfolgend als werkstückabhängige Bestimmungsgroßen bezeichnet
werden. Zum dritten schließlich muß die Steueranordnung die abgespeicherten werkstückunabhängigen Daten (vom Kurvengesetz
her gegeben) mit den werkstückabhängigen Daten zu Steuerungsdaten für individuell bestimmbare Kurven verknüpfen
können.
Diesen Forderungen genügt die Kurvenherstellungsmaschine nach der DT-OS 2 110 109, welche marktgängig ist. Bei dieser
bekannten Kurvenherstellungsmaschine können die Kurvengesetze in Speichern abgespeichert werden. Das Kurvengesetz kann als
Schablone vorliegen oder auch in Form von digital gespeicherten Koordinatendaten. Über besonders dafür vorgesehene Eingabemittel
können auch die werkstückabhängigen Bestimmungsgrößen
der Kurve, wie individueller Kurvenhub und individueller Flankenwinkel, vorgegeben werden. Durch Handeingabe von Informationen
direkt an der Steueranordnung kann also eine große Fertigungsflexibilität erreicht werden.
Mit der bekannten Kurvenherstellungsmaschine und ihrer
Steueranordnung ist es allerdings nur möglich, das Kurvengesetz auf der geraden Linie 16 gemäß Fig. 1 zu verwirklichen,
60 98 11 /UAÜ3 " 6 ~
d.h. für einen schwingenden Abtriebshebel unendlicher Länge. In den allermeisten Fällen spielt diese Ungenauigkeit keine
Rolle, doch gibt es Fälle, wo man tatsächlich darauf angewiesen ist, das Kurvengesetz exakt längs der Kreisbogenlinie
13 nach Fig. 1 zu verwirklichen. Es wurde oben bereits bemerkt, daß dies der Fall ist für formschlüssige Bewegungen
(Zwangslaufgetriebe) .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine mit einer ^&eet—
Laud Werkzeugspindel und mindestens einer umlaufenden
Werkstückspindel, deren Achse senkrecht oder parallel zur Werkzeugspindelachse steht und die relativ zu der Werkzeugspindel
in zwei zu deren Achse und zueinander senkrechten Richtungen gesteuert linear verschieblich ist, mit einer
Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetz, einer Eingabe- und Speichereinrichtung für werkstückabhängige Bestimmungsgrößen
der zu fertigenden Kurve, einer Verknüpfungseinrichtung
für einander zugeordnete kurvengesetz- und werkstückabhängige Bestimmungsgrößen sowie - mit der Verknüpfungseinrichtung
über einen Steuersignalverteiler in Wirkverbindung stehende - Antriebseinrichtung für die Relativverschiebung
der Werkstückspindel zu schaffen, bei der das Kurvengesetz exakt auch für einen schwingenden Abtriebshebel endlicher
Länge eingehalten wird, ohne die Notwendigkeit, für jede individuelle Kurve über einen Rechner die Koordinatendaten
neu berechnen zu müssen.
Die zur Lösung dieser Aufgabe erforderlichen Merkmale ergeben sich aus dem Wortlaut des Patentanspruchs 1. Die
Speichereinrichtung für die Kurvengesetze kann diese entweder in numerischer Form enthalten, d.h. in Form normierter
6098 1 1/04Ü3
•Τ,
Koordinatenpaare, oder aber in Form der mathematischen Gesetzmäßiqkeit, wonach für jede individuelle Kurve eine
Rechnung während der Bearbeitung durchgeführt wird.
Die Daten können aus den Speichern unter Steuerung durch einen Taktgeber abgerufen v/erden, der auch die Zufuhr der nach der Verknüpfung vorliegenden Steuersignale
zu den Antriebseinrichtungen kontrolliert. Der Taktgeber ' ist zweckmäßig von einer der Antriebseinrichtunqen synchron
angetrieben, vorzugsweise von einem der Werkstückspindel zugeordneten Antriebsmotor.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung näher erläutert.
Fig. 3 zeigt die Hauptelemente einer in drei Achsen steuerbaren Fräs- oder -schleifmaschine zur Herstellung
von Kurven mit einer zur Werkstückspindel parallelen Werkzeugspindel, wobei im Blockdiagramm die Steueranordnung darr
gestellt ist. Eine um eine Mittelachse 38 drehbare Werkzeugspindel
29 trägt zentrisch ein Werkzeug 30, mit dessen äußerem Kreisumfang die Kurvenbahn eines Kurvenkörpers 31
erzeugt wird. Der Kurvenkörper 31 ist auf einem Drehtisch
40 einer um die Mittelachse 39 drehbaren Werkstückspindel (>-Achse) aufgespannt. Die Werkstückspindel wird in Richtung
des Pfeiles 32 um die Mittelachse 39 bezüglich der Drehgeschwindigkeit steuerbar, über die Welle 41 mittels des regelbaren
elektrischen Antriebsmotors 42 gedreht, der über die Verbindung 56 gespeist wird. Mit dem Antriebsmotor ist ein
rotatorischer inkrementaler Drehgeber 43 als Taktgeber verbunden, der über eine Verbindung 55 Impulse liefert, deren
Anzahl (z.B. 1000 Impulse pro Umdrehung) ein Maß des vom Antriebsmotor
4 2 zurückgelegten Drehwinkels ist.
B Ü 9 8 1 1 / Vi U U 3
Für die über die Welle 41 übertragene Motordrehbewegung wird in einem nicht dargestellten, unterhalb des Drehtisches
40 befindlichen Getriebe eine Drehzahlwandlung (z.B. 1 : 3.600) vorgenommen.
Der Drehtisch 40 ist auf einem senkrecht zur Mittelachse der Werkzeugspindel längsverschiebbaren Schlitten 44
(X-Achse) aufgebaut. Die Bewegung des Schlittens 44 wird über eine Kugelrollspindel 45 von einem steuerbaren elektrischen
Antriebsmotor 46 erzeugt, der über die Verbindung 62 angesteuert wird. Mit dem Antriebsmotor 46 ist ein rotatorischer
inkrementaler Drehgeber 47 verbunden, der über eine Verbindung 59 Impulse liefert, deren Anzahl ein Maß des vom
Antriebsmotor 46 zurückgelegten Drehwinkels ist. Der Schlitten 44 seinerseits ist aufgebaut auf einem weiteren Schlitten 48,
der in einer sowohl senkrecht zur Mittelachse 38 der Werkzeugspindel als auch senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens
44 stehenden Richtung längsverschiebbar ist. Die Bewegung des Schlittens 48 (Y-Achse) wird über eine Kugelrollspindel 49 von
einem steuerbaren elektrischen Antriebsmotor 50 erzeugt, der über die Verbindung 71 angesteuert wird. Mit dem Antriebsmotor
50 ist ein rotatorischer inkrementaler Drehgeber 51 verbunden, der über eine Verbindung 65 Impulse liefert, deren
Anzahl ein Maß des vom Antriebsmotor 50 zurückgelegten Drehwinkels ist.
Durch eine entsprechende Steuerung der Antriebsmotoren 46 und 50 wird der Kurvenkörper 31 relativ zu dem durch die
Mittelachse 38 der Werkzeugspindel 29 definierten Werkzeugmittelpunkt auf einem Kreisbogenstück 35 bewegt, welches definiert
wird durch den Kreismittelpunkt 36 in einer fest mit dem nicht dargestellten Lager der Werkzeugspindel 29 verbundenen
und zur Mittelachse 38 der Werkzeugspindel 29 senkrecht stehenden Ebene, durch den Radius 37, durch den Winkel 34
und durch die Lage des Endpunktes 110.
- 9 60981 1 /0403
Bei dem durch den Kurvenkörper 31 zu verwirklichenden
Kurvengetriebe mit schwingendem Abtriebshebel wird der Abtriebsrollenmittelpunkt,
während die Abtriebsrolle auf der durch den Winkel 33 definierten Kurvenflanke des Kurvenkörpers
31 abläuft, auf einem Kreisbogenstück geführt, welches bezüglich der das Kreisbogenstück definierenden Größen und
bezüglich der relativen Lage zur Drehachse des Kurvenkörpers 31 identisch sein soll mit dem Kreisbogenstück 35.
Für den Fall, daß der Abtriebsrollendurchmesser mit dem
Durchmesser des Werkzeuges 30 übereinstimmt und daß bei der
r·
Herstellung der durch den Winejkl 33 begrenzten Kurvenflanke der Werkzeugmittelpunkt auf dem Kreisbogenstück 35 geführt wird, während der Kurvenkörper gleichzeitig um die Werkstückspindelachse 39 um den Betrag des Winkels 33 gedreht wird, wird sich der Abtriebsrollenmittelpunkt des fertigen Getriebes beim Abfahren der durch den Winkel 33 gekennzeichneten Kurvenflanke auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Kurvenkörpers nach derselben Gesetzmäßigkeit bewegen, wie sie bei der Bewegung des Werkzeugmittelpunktes auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Teilwinkel des Flankenwinkels 33 angewandt wurde.
Herstellung der durch den Winejkl 33 begrenzten Kurvenflanke der Werkzeugmittelpunkt auf dem Kreisbogenstück 35 geführt wird, während der Kurvenkörper gleichzeitig um die Werkstückspindelachse 39 um den Betrag des Winkels 33 gedreht wird, wird sich der Abtriebsrollenmittelpunkt des fertigen Getriebes beim Abfahren der durch den Winkel 33 gekennzeichneten Kurvenflanke auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Kurvenkörpers nach derselben Gesetzmäßigkeit bewegen, wie sie bei der Bewegung des Werkzeugmittelpunktes auf dem Kreisbogenstück 35 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Teilwinkel des Flankenwinkels 33 angewandt wurde.
Die drei Antriebsmotoren 42, 46 und 50 werden wie folgt gesteuert:
Dem Digital-Analog-Umsetzer 52 wird über die Verbindung
106 in digitaler Form ein Steuerkommando für die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors 42 bzw. für die Drehgeschwindigkeit
; der Werkstückspindel um die Drehachse 39 zugeführt. Dieses
Steuerkommando wird durch den Digital-Analog-Umsetzer 52 in eine analoge Spannung umgesetzt, die dem Regler 54 als
Führungsgröße dient. Der Regler 54 speist den Antriebsmotor über die Verbindung 56. Der mit dem Antriebsmotor 42 verbundene
rotatorische inkrementale Drehgeber 43 gibt über die Verbindung
- 10 -
55 Impulse ab, deren Anzahl ein Maß für den vom Antriebsmotor
42 zurückgelegten Weg ist, während die Impulsfrequenz ein Maß für die Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors ist.
Die Verbindung 55 führt unter anderem zum Regler 54, der hiermit eine Information über die Ist-Drehgeschwindigkeit
des Antriebsmotors 42 erhält.
Die in Abhängigkeit vom Drehwinkeljfder Werkstückspindel
mit der Mittelachse 39 von dem Schlitten 44 (X-Achse) und (Y-Achse) zurückzulegenden Wege werden von einem Kreisinterpolator
100 ermittelt, der als Steuersignalverteiler dient. Der Kreisinterpolator 100 liefert über die Verbindung 57 den
Sollwert für die Größe des X-Weges und über die Verbindung 63 den Sollwert für die Größe des Y-Weges. Die nachfolgende
Verarbeitung der Informationen des Sollwertes der X- und Y-Wege geschieht für die X- bzw. Y-Achse in der gleichen
Weise. Daher wird im nachfolgenden lediglich die Weiterverarbeitung des Sollwertes für den X-Weg geschildert. Die für
die Verarbeitung des Y-Sollwertes notwendigen Steuerungsteile
sind identisch mit den für die Verarbeitung des X-Sollwertes vorgesehenen Steuerungselementen, und die der Y-Achse zugeordneten
Bezugszeichen werden an entsprechender Stelle in Klammern genannt.
Die Information über den Sollwert des X-Weges wird über die Verbindung 57 (63) dem Lageregler 58 (64) zugeführt, über
die Verbindung 59 (65) liefert der rotatorische inkrementale Drehgeber 47 (51) in Form einer Impulsreihe Informationen über
den vom Antriebsmotor 46 (50) zurückgelegten Drehwinkel und über die Drehgeschwindigkeit. Die über die Verbindung 59.-(65)
dem Lageregler 58 (64) übermittelten Informationen des vom Antriebsmotor zurückgelegten Drehwinkels bzw. des vom Schlitten
44 (48) zurückgelegten Weges werden zusammen mit den über Verbindung 57 (63) eingegebenen Informationen für den Weg-Sollwert
vom Lageregler 58 (64) verarbeitet und führen zu einer Information
für die Sollgeschwindigkeit X (Y), welche über die Verbindung 60 (66) dem sich anschließenden
6n9811/niO3
- 11 -
~ 11 -
Geschwindigkeitsregler 61 (70) zugeführt wird. Zusammen
mit der über die Verbindung 59 (65) dem Geschwindigkeitsregler zugeführten Information über die Ist-Geschwindigkeit
des Antriebsmotors 46 (50) erzeugt der Geschwindigkeitsregler 61 (70) daraus die Steuerspannung, die über die Verbindung 62 (71) zum Antriebsmotor 46 (50) gelangt.
Über die Eingabemittel zur Dateneingabe 72, 73, 74, 75
und 76 gelangen in den Speicher 77 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Oatfien zur Kennzeichnung des für
jede Flanke vorgesehenen Kurvengesetzes, in den Speicher 78 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung die Daten für
die Flankenwinkel einer jeden Flanke (Winkel 33), in den Speicher 79 in der Reihenfolge der vorgesehenen Bearbeitung
die Daten für die jeder Flanke zugehörigen Schwenkwinkel (gemäß Winkel 34) des Abtriebshebels des Kurvengetriebes,
in den Speicher 80 die Daten über die Länge des Hebelarmes (gemäß Radius 37) und in den Speicher 81 die Daten über die
relative Lage des Abtriebsrollenmittelpunktes in der äußeren Endlage (gemäß Punkt 110) zugehörig zu der Flanke, mit
deren Fertigung begonnen werden soll, und über die relative Lage des Drehpunktes des Abtriebshebels, bezogen auf den
Drehpunkt des Kurvenkörpers.
Während der Speicher 80 und der Speicher 81 für jeden Kurvenkörper (mit einer Kurvenbahn) nur einmal gefüllt werden
müssen, enthalten die Speicher 77, 78 und 79 Daten für mehrere Flanken. Um den diese Daten weiterverarbeitenden Steuerungsblöcken im richtigen Augenblick die den jeweiligen Flanken
zugeordneten Daten zuleiten zu können, sind Ausleseeinheiten 84, 85 und 86 mit Verbindungen 87, 89 und 91 zu den Speichern
vorgesehen. Durch einen Impuls, der die Ausleseeinheiten über die Verbindung 83 erreicht, werden die Ausleseeinheiten veranlaßt,
innerhalb der Speicher 77, 78 und 79 auf einen anderen Speicherbereich umzuschalten und die neuen Daten über
6Ü9811/(HO3
die Verbindungen 88, 90 und 92 den weiterverarbeitenden
Steuerungsblöcken zur Verfügung zu stellen.
Der über die Verbindung S3 geleitete Umschaltimpuls wird erzeugt durch einen programmierbaren Zähler 82, der alle von
dem rotatorischen inkrementalen Drehgeber 43 erzeugten Impulse
über die Verbindung 55 erhält.
Die im Speicher 78 gespeicherten Werte für den Flankenwinkel stellen ein beliebiges Vielfaches von 0,1 dar. Durch
die Wahl eines entsprechenden Übersetzungsverhältnisses des nicht dargestellten Getriebes zur Wandlung der vom Antriebsmotor
42 erzeugten Drehzahl und durch eine entsprechende Auslegung des rotatorischen inkrementalen Drehgebers 43 wird erreicht,
daß ein vom Drehgeber 43 abgegebener Impuls einem Drehwinkel von 0,0001° des Rundtisc]
39 der Werkstückspindel entspricht.
39 der Werkstückspindel entspricht.
Drehwinkel von 0,0001° des Rundtisches 40 um die Mittelachse
Der programmierbare Zähler 82 gibt bei Erreichen einer vorgegebenen Zählstellung einen Ausgangsimpuls über die Verbindung
83 ab. Um das Ende eines im Speicher 78 gespeicherten Flankenwinkels signalisieren zu können, muß der Wert des
Flankenwinkels zu Beginn des Abarbeitens der entsprechenden
4
Flanke mit dem Faktor 10 multipliziert und damit der Zähler 82 programmiert werden. Beträgt ein Flankenwinkel z.B. 72,6 , so muß der programmierbare Zähler mit der Zahl 726 000 programmiert werden. Das Einspeichern des jeweils neuen Wertes in den programmierbaren Zähler 82 geschieht auf Veranlassung des Ausgangsimpulses dieses programmierbaren Zählers über die Ausleseeinheit 85 und die Verbindung 90.
Flanke mit dem Faktor 10 multipliziert und damit der Zähler 82 programmiert werden. Beträgt ein Flankenwinkel z.B. 72,6 , so muß der programmierbare Zähler mit der Zahl 726 000 programmiert werden. Das Einspeichern des jeweils neuen Wertes in den programmierbaren Zähler 82 geschieht auf Veranlassung des Ausgangsimpulses dieses programmierbaren Zählers über die Ausleseeinheit 85 und die Verbindung 90.
Im Speicher 96 werden Daten für meherere Kurvengesetze
in Form von normierten Werten von 0 bis 1 für jeweils 1000 gleichweit voneinander entfernte Stützpunkte eines Kurvengesetzes
abgespeichert.
- 13 ÖÜ9Ö 1 1 /0AU3
Um daraus in Abhängigkeit von dem infrage kommenden Flankenwinkel zu einer nach dem gewünschten Gesetz verlaufenden Veränderung einer Verlagerungsgröße, z.B. Veränderung
des Schwenkwinkels 34, zu konmen, ist es zunächst notwendig,
den infrage kommenden Flankenwinksl in 1000 Teile zu unterteilen, bzw. 1000 Signale (z.B. Impulse) währendder Drehung
der Werkstückspindel um den Betrag des Flankenwinkels zu erzeugen.
Sodann muß eine Multiplikation der Stützpunktwerte mit dem bei der entsprechenden Flanke gewünschten Verschie-
t 'S
bungsbetrag der Verlagerungsgröße vorgenommen werden. Beispiel: Der normierte Wert für den Stützpunkt 800 betrage 0,85 und
der zur entsprechenden Flanke zugehörige Schwenkwinkel 34 betrage 20 . Dann muß bei Erreichen des Stützpunktes 800 ein
Schwenkwinkel von 17° zurückgelegt worden sa.n.
Die zur Abfrage der 1000 Stützpunkte benötigten 1000 Impulse pro Flankenwinkel werden abgeleitet aus' den Impulsen des
Drehgebers 43, die über die Verbindung 55 dem programmierbaren Zähler 93 zugeleitet werden. Der programmierbare Zähler 93
gibt über die Verbindung 94 jeweils dann einen Ausgangsimpuls
ab, wenn der Zählstand identisch ist mit der einprogrammierten Zahl. Nach Abgabe des Ausgangsimpulses wird der Zählerinhalt
gelöscht und die Zählung beginnt von neuem.
Zur Procfammierung des programmierbaren Zählers dient der
im Speicher 78 abgelegte Wert für den Flankenwinkel (als Vielfaches von 0,1°). Dieser Wert wird von der Ausleseeinheit 85
aus dem Speicher 78 ausgelesen und nach Multiplikation mit dem Faktor 10 über die Verbindung 90 in den programmierbaren
Zähler 93 eingegeben. Ein Viechsei des zu programmierenden Viertes findet bei jedem Übergang zu einer neuen FlanJce statt.
Beispiel: Der Flankenwinkel betrage 122,3°. In den programmierbaren
Speicher gelangt der Viert 1223, so daß nach jedem
- 14 6U9811/0403
- ΊΑ -
1223. Impuls, der über die Verbindung 55 eingegeben wird,
ein Ausgangsimpuls erzeugt wird, der das Erreichen eines neuen Stützpunktes signalisiert. Der 1000. Ausgabeimpuls wird
erzeugt nach dem Eingeben des 1 223 000. Eingabeimpulses. Da ein Eingabeimpuls 0,001 entspricht, sind nach dem 1000. Ausgabeimpuls
genau 122,3 von der Werkstückspindel zurückgelegt worden.
Das Auslesen der Stützpunktwerte eines Kurvengesetzes geschieht durch die Leseeinheit 111 über die Verbindung 95.
Die Ausgangsimpulse des programmierbaren Zählers 93, die das Auslesen eines neuen Stützpunktwertes veranlassen, gelangen
über die Verbindung 94 zur Leseeinheit 111. Über die Verbindung 88 wird angezeigt, welches Gesetz zur Auslesung gelangen soll.
Die von der Leseeinheit 111 ausgelesenen Werte werden über eine Verbindung 97 einem Multiplizierer 98 zugeführt, der sie mit
dem über die Verbindung 92 zur Verfügung gestellten Wert des jeweiligen Schwenkwinkels aus Speicher 79 multipliziert und
über Verbindung 99 weiteraibt an den Kreisinterpolator 100. Die über die Verbindung 99 weitergegebenen Werte stellen die
Sollwerte des Schwenkwinkels 34 dar, die nach dem gewählten Kurvengesetz bezüglich des Mittelpunktes 36 vom Werkzeugmittelpunkt
abgefahren sein müssen. Da der abzufahrende Schwenkwinkel 34 jedoch durch die Verschiebung zweier linear
verschiebbarer Schlitten 4 4 und 48 erzeugt werden muß, werden die Winkelangaben über den Kreisinterpolator 100 in
entsprechende X- und Y-Wege für die Schlitten 44 und 48 umgerechnet.
Hierzu benötigt der Kreisinterpolator noch Informationen über die Länge des Hebelarmes (gemäß Radius 37) und über die
relative Lage des Abtriebsrollenmittelpunktes in der äußeren
- 15 -
609811/04 03
2U0775
Lage (gemäß Punkt 110) zugehörig zu der Flanke, mit deren
Fertigung begonnen werden soll, und über die relative Lage des Drehpunktes des Abtriebshebels, bezogen auf den Drehpunkt
des Kurvenkörpers. Diese Informationen werden von den Speichern 80 und 81 über die Verbindungen 101 und 102 bezogen.
Die beiden Steuerungsblöcke programmierbarer Zähler und Multiplizierer 98 nehmen die Verknüpfung der werkstückabhängigen
Daten für Flankenwinkel 33 und Schwenkwinkel 34 und der werkstückunabhängigen Daten der Kurvengesetze vor.
Durch entsprechende Kennzeichnung in Fig. 3 werden sie zusammenfassend
als Verknüpfungseinrichtung 112 für werkstück-:
abhängige und werkstückunabhängige Daten bezeichnet.
Aus den Werten, die der Kreisinterpolator 100 über die Verbindung 57 und 63 zur Verfügung stellt und aus den
Daten, die im Speicher 81 abgelegt sind, kann durch die Recheneinheit 103 die jeweilige senkrechte Entfernung von der
Mittelachse der Werkstückspindel bis zur Mittelachse der Werkzeugspindel berechnet werden und über die Verbindung
an die Recheneinheit 105 weitergegeben werden.
Nach Information über die jeweils den Antriebsmotoren
46 und 50 vorgegebene Drehgeschwindigkeit, die über die Verbindungen
60 und 66 bezogen wird, ist die Recheneinheit imstande, diejenige Drehgeschwindigkeit des Antriebsmotors
4 2 auszurechnen und über die Verbindung 106 an den Digital-Analog-Umsetzer 52 weiterzugeben, mit der eine Konstanthaltung
der Bahngeschwindigkeit des Werkzeugmittelpunktes·· erreicht werden kann. Dabei wird unter Bahngeschwindigkeit
diejenige Geschwindigkeitskomponente des Werkzeugmittelpunktes verstanden, die parallel verläuft zu der Tangente
an die Kurvenbahn in dem Punkte, in dem die Verbindungslinie vom Werkzeugmittelpunkt zum Kurvenkörpermittelpunkt die
Kurvenbahn schneidet.
- 16."
BC9S 1 1 / Z1 Ü3
Der Sollwert für die Bahngeschwindigkeit wird in dem Speicher 108 abgespeichert und der Recheneinheit 105 üb^er
die Verbindung 107 zugeleitet.
Über die Start-Stopp-Eingabe 109 und die Verbindung 113 können der Steuerung die entsprechenden Befehle eingegeben
werden. Die Recheneinheit 105 ist außerdem imstande, bei Auftreten des Start-Befehls bzw. des Stopp-Befehls die
Bahngeschwindigkeit mit einem stetigen übergang von Nu31 auf
den gewünschten Sollwert anzuheben, bzw. sie von dem gewünschten Sollwert mit einem stetigen Übergang bis auf Null
abzusenken.
(Patentanspreüche)
1 1 / Γ 40 3
Claims (7)
- Patentansprüche\1) J Steueranordnung für eine Kurvenherstellungsmaschine mit einer^umlaufenden>Werkzeugspindel und mindestens einerVsteuerbaren Werkstückspindel, deren Achse senkrecht oder parallel zur Werkzeugspindelachse steht und die relativ zu der Werkzeugspindel in zwei zu deren Achse und zueinander senkrechten Richtungen gesteuert linear verschieblich ist, mit einer Speichereinrichtung für mindestens ein Kurvengesetz, einer Eingabe- und Speichereinrichtung für werkstückabhängige Bestimmungsgrößen der zu fertigenden Kurve, einer Verknüpfungseinrichtung für einander zugeordnete kurvengesetz- und werkstückabhängige Bestimmungsgrößen sowie - mit der Verknüpfungseinrichtung über einen Steuersignalverteiler in Wirkverbindung stehende - Antriebseinrichtung für die lineare Relatiwerschiebung der Werkstückspindel, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalverteiler (100) für die Steuerung der linearen Verschiebung zur Erzeugung eines resultierenden Kreisbogens ausgebildet ist, der demjenigen Kreisbogen entspricht, auf welchem der Mittelpunkt der mit der gefertigten Kurve später zusammenwirkenden Abtriebsrolle wandert, daß die Verknüpfungseinrichtung (93, 98, 112) für die Bestimmung von Winkelinformationssignalen in Abhängigkeit von den werkstückabhängigen Bestimmungsgroßen und dem jeweiligen Kurvengesetz ausgebildet ist, und daß diese Winkelinformationssignale am Steuersignalverteiler anliegen für das Abfahren des Kreisbogens entsprechend diesen Winkelinformationssignalen.
- 2) Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Taktgeber (43) zur Erzeugung von Taktsignalen für den Abruf von Daten aus den Speichern und die Zufuhr von Steuersignalen zu den Antriebseinrichtungen (42, 46, 50).- 18 -609311/0403
- 3) Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber von einer der Antriebseinrichtungen synchron angetrieben ist.
- 4) Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber von einem der Werkstückspindel zugeordneten Antriebsmotor angetrieben ist.
- 5) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung für die Bearbeitung der Kurvenbahn mit konstanter Bahngeschwindigkeit des Werkzeugs tangential zu der Kurvenbahn ausgelegt ist.
- 6) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zusatzanordnung für die Korrektur gemäß einem sich ändernden Werkzeugdurchmesser.
- 7) Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinrichtung und der Steuersignalverteiler aus Schaltkreisen eines Digitalrechners bestehen, die für die sukzessive Durchführuna der einzelnen Steuerschritte nacheinander unterschiedlich zusammengeschaltet sind.6 0 9 8 1 1 / 0 A 0 3Leerseite
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742440775 DE2440775C3 (de) | 1974-08-26 | Steueranordnung für eine Kurvenherstellu ngsmaschine | |
US05/606,827 US4031445A (en) | 1974-08-26 | 1975-08-21 | Control arrangement for a cam production machine |
FR7526133A FR2282966B1 (fr) | 1974-08-26 | 1975-08-25 | Dispositif de commande pour une machine a fabriquer des cames |
CH1099075A CH597644A5 (de) | 1974-08-26 | 1975-08-25 | |
GB35167/75A GB1486653A (en) | 1974-08-26 | 1975-08-26 | Automatic milling or grinding machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742440775 DE2440775C3 (de) | 1974-08-26 | Steueranordnung für eine Kurvenherstellu ngsmaschine |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2440775A1 true DE2440775A1 (de) | 1976-03-11 |
DE2440775B2 DE2440775B2 (de) | 1976-11-11 |
DE2440775C3 DE2440775C3 (de) | 1977-06-30 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2282966A1 (fr) | 1976-03-26 |
GB1486653A (en) | 1977-09-21 |
CH597644A5 (de) | 1978-04-14 |
DE2440775B2 (de) | 1976-11-11 |
US4031445A (en) | 1977-06-21 |
FR2282966B1 (fr) | 1980-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3752009T2 (de) | Mehrfachachsenzahnradwälzmaschine zur herstellung von kegelrädern und hypoidrädern | |
EP0501196B1 (de) | Vollautomitische Verzahnmaschine zum Herstellen von bogenverzahnten Zahnrädern und Verfahren zum Betreiben der Verzahnmaschine | |
DE2760478C2 (de) | Verfahren zum Abrichten einer in einem spitzen Winkel A gegen eine Werkstückspindelachse einer Schleifmaschine zustellbaren Schleifscheibe | |
DE2832646A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum maschinellen bearbeiten von nockenprofilen | |
DE2732354B2 (de) | Drehmaschinen für die Unrundbearbeitung, insbesondere von Kolbenringen | |
DE3486419T2 (de) | Werkzeugmaschinensteuerung | |
DE3821412A1 (de) | Verfahren zum korrigieren der fehlausrichtung eines werkstuecks in einer nc-werkzeugmaschine | |
DE2818058C2 (de) | Schrägschnitt-Elektroerosionsvorrichtung | |
EP0468385A2 (de) | Verfahren zum Umfangsschleifen von radial unrunden Werkstücken | |
DE3643967A1 (de) | Schraegzahn-kegelrad-schneidverfahren und -maschine | |
DE2052123B2 (de) | Elektroerosionsanlage mit numerischer Bahnsteuerung für eine zwischen zwei Führungen gespannte Drahtelektrode | |
EP0074659B1 (de) | Zahnradbearbeitungsmaschine | |
EP0209634A2 (de) | Verfahren zum Umfangsprofilieren eines Werkstückes | |
DE3700887C2 (de) | ||
EP0360953A2 (de) | Maschine zum Feinbearbeiten der Zahnflanken von verzahnten Werkstücken | |
DE4122461C1 (de) | ||
DE3524123A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum profilieren von stangenartigen werkstuecken | |
DE3131381C2 (de) | Verfahren zur spangebenden Herstellung von Verzahnungen oder dergleichen Profilen an Werkstücken, insbesondere Verzahnungen an zylindrischen Zahnrädern, durch Wälzstoßen sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2052161B2 (de) | Schaltungsanordnung für eine Elektroerosionsmaschine zum Steuern der relativen Bewegung zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Werkstück | |
DE2165862C2 (de) | Adaptive Steuerungsvorrichtung für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen | |
DE2440775A1 (de) | Steueranordnung fuer eine kurvenherstellungsmaschine | |
DE2440775C3 (de) | Steueranordnung für eine Kurvenherstellu ngsmaschine | |
DE4344538A1 (de) | Rundschleifmaschine | |
CH676212A5 (de) | ||
EP0092634A1 (de) | Maschine für die Umfangsbearbeitung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: JAHN, GEB. SCHMERMUND, BRIGITTE EMMA HELENE, LA CH |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: SPARING, K., DIPL.-ING. ROEHL, W., DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 4000 DUESSELDORF |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |