DE2741258C2 - Vorrichtung zum Nachführen eines Schneidbrenners - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß auf der Scheibe (16) mittels Schleifer (29a. 29i>; kontaktierbare Impulsmarkierungen (30a—30Λ, 39) vorgesehen sind, und daß Schleifer (29a, 29b) und Markierungen (30a-30A. 39) über eine Impulsstufe (31) zur Anschnittsrichtungsvorwahl der Schneidmaschine mit dem Nachdrehmotor (12) in Verbindung stehen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachführen eines Schneidbrenners mit einer fotoelektrisch einen Linienzug oder eine Kante abtastenden Abtasteinheit, die mindestens einen Abtasllichtempfänger aufweist, dessen Ausgangssignalc einem Nachdrehmotor zuführbar sind, wobei der Nachdrehmotor mit einem Komponentcnzerleger zur Ansteuerung zweier Koordinatenmotorc verbunden ist.

Bei den bisher bekanntgewordenen Schneidmaschinen der oben genannten Art sind die Abtastlichtempfänger in einem Abtasikopf vorgesehen, der in Abhängigkeit von den Ausgangssignnlen der Abtastliehicmpfänger über den Nachdrehmoior in Richtung der Tangente an den abzutastenden Linienzug oder die abzutastende Kante eingestellt wird. Bei den bekannten Ausführungen ist dabei zwischen Nachdrehmotor und Abtastkopfantrieb ein Getriebe erforderlich, da der Nachdrehmotor ein zu geringes Motoranlaufdrehmomcnt aufweist, um die Masse des Abtastkopfes in möglichst kurzen Reaktionszeiten zu bewegen. Eine Vergrößerung des Motoranlaufdrehmomentes durch die Wahl eines entsprechend größeren Motors ist wohl möglich, hat jedoch den Nachteil, daß die Nachführgeschwindigkeit (Abtastgeschwindigkeit) im Hinblick auf das trägere Regelverhalten eines größeren Motors nicht beliebig hoch gewählt werden kann, Es ist jedoch eine stetige Erforderung der Praxis, Schneidmaschinen mit foloelektrischen Kopiersteuerungsvorrich'.ungen in Anwendung bringen zu können, mit denen stets höhere Abtaslgcsehwindigkcilcn erreichbar sind.die im Hinblick auf neue Schneidverfahren (Laser, Wasscrplasma) weil oberhalb der für das Brennschneiden ausreichenden Geschwindigkeit von 6 m/min, liegen. Diese erhöhten Anforderungen an die Abtastgeschwindigkeil erfordern besondere Maßnahmen bei den einsprechenden Steuerungen in bezug auf deren Regelgeschwindigkeit und Regelgenauigkeit. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schneidmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels der hohe Abtastgeschwindigkeiten bei großer Nachführgenauigkcil und großer Reaktionsfähigkeit der Steuerung erreichbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in Anspruch 1 formulierte Ausbildung der anmcldungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen. Durch diese Maßnahme wird in erreicht, daß nunmehr lediglich vom Nachdrehmoior die Abtastlichiempfänger in Richtung der Tangente an den abzutastenden Linienzug oder die Kante eingestellt werden müssen. Die bisher erforderliche Mitdrehung des Abtastkopfes ist nicht mehr erforderlich. Im Hinblick auf die kleinere zu drehende Masse ist es daher möglich, ohne Getriebe und mit geringsten Motoranlaufdrehmomenten die entsprechende Verstellungvon Fotowiderstand und Komponentenzerleger vorzunehmen. Aufgrund des möglich gewordenen kleineren Motoranlaufdrehmomentes ist es daher möglich, Motore einzusetzen, die bei geringsten Leistungen höchste Reaktionsgeschwindigkeiten und Hochlauf- sowie Abbremszeiten aufweisen. Dies ist im Hinblick auf die damit erreichbare höhere Regelgenauigkeit bei größeren Abtastgeschwindigkeiten von besonderem Vorteil.

Ein besonders einfacher und zweckmäßiger Aufbau der genannten Steuerung ergibt sich, wenn der Abtastlichtempfänger auf einer als Scheibe ausgebildeten gedruckten (> 12 m/min) Schaltung befestigt ist. die mit dem einen Wellenendc eines als Sinus-Cosinus-Potentiometer ausgebildeten Komponentenzerlegers verbunden ist. dessen anderes Wellenende mit einem Gleichstrommotor geringer Leistung verbunden iit. Dabei weist bevorzugt der Gleichstrommotor eine Leistung j5 von etwa 5 Watt und bei Hochlauf- bzw. Abbrernszeiten in der Größenordnung von 5 Millisekunden auf.

In der nachfolgenden Beschreibung wird anhand der Zeichnungen die Erfindung unter Hiirxeis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert. Es veranschau-

licht

1·' i g. I eine Schnittdarstcllung der erfindungsgemäßen Abtaslcinheit.

F i g. 2 eine Einzeldarstellung der gedruckten Schaltung nach l-ig. 1 mit zugeordneter Vorschubsteuerung,

v, Y i g. 3 eine Zciehnungsvorlagc.

Wie aus F i g. 1 zu ersehen ist. ist die Abtasteinheil in Form einer Baueinheit in ein schematisch dargestelltes Gehäuse 11 eingesetzt. Die Abtasteinheit besteht im wesentlichen aus dem Nachdrehmotor 12, dem als Si-

■50 nus-Cosinus-Potcntiomcter ausgebildeten Komponentcmerlcger 13, dem Abtasllichicmpfänger 14 sowie einem Bclcuchtung/Optikkopf 15. Erfindungsgemäß ist der Abtastlichtempfänger 14, der Nachdrehmotor und der Komponentenzerleger 13 mechanisch direkt

y> miteinander verbunden. Dabei ist bevorzugt der Abtastlichiempfänger 14 auf einer als Scheibe 16 ausgebildeten gedruckten Schaltung befestigt, die über ein Rohrstück 17 mit dem einen Wellenende 18 des sin-cos-Poicntiomeicrs 13 verbunden ist. Das andere Wellencnde

ho 19 des Potentiometers ist über eine Kupplung 20 mit dem Motor 12 verbunden. Die mechanische Halterung der Bauteile zueinander crlolgt über Halterplaltcn 21, 22. die über Sechskantbol/.cn 23 miteinander verbunden und auf Abstund gehalten werden. Der die Ucleuch-M Uingsorganc (Lampen) 24 sowie eine Vergrößerungsoptik 25 enthaltende Kopf 15 ist an einer Platte 26 bcfcstigi. die über Scchskanlbolzcn 27 mit der Platte verbunden ist. Der Abtasllichtempfängcr ist bevorzugt

als Fototransistor ausgebildet. Es sind selbstverständlich jedoch auch andere Abtastlichtempfängerarten vorteilhaft einsetzbar. Bevorzugt ist das sin-cos-Potentiometer aus Konduktivplastik gefertigt, was im Hinblick auf die Standzeit besonders vorteilhaft >sl

Der Fototransistor 14 ist auf der gedruckten Schaltung 16 befestigt, und steht mil Leitungsbahnen in Verbindung, die von Abnahmeschleifringkontakten 2Skontaktiert sind.

Wie insbesondere Fig.2 zeigt, sind gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung auf der Scheibe 16 mittels Schleifer 29 (in Fig. 1 nicht dargestellt) kontaktierbare Impulsmarkierungen 30 vorgesehen. Dabei stehen Schleifer 29 und Markierungen 30 über eine in ihrer Gesamtheit mit 31 bezeichnete Impulssiufe zur Vorschubrichtungsvorwahl der Schneidmaschine mit dem Nachdrehmotor 12 in Verbindung. Die Impulsstufe 31 weist beim Ausführungsbeispiel zwei Flip-Flop-Bauelemente 32, 33 auf, wobei der Ausgang des Flip-Flop 33 einem Molorein-, -ausschalter 34 zugeordnet i.si. Die Funktionsweise der Einrichtung gemäß F i g. 2 *.ur Anschnittrichtungsvorwahl wird nachstehend in Verbindung mit F i g. 3 erläutert.

In F i g. 3 ist eine abzutastende Kante schemalisch mit 35 bezeichnet. In der Ausgangsstellung befindet sich der Abtastkopf beispielsweise an der in Fig.3 mil 36 bezeichneten Ausgangsposition, also über dem weißen Feld der Vorlage 37. Zu Beginn des Anschnittrichiungsvorwahlvorganges wird zunächst die Maschine in Betriebsbereitschaft gesetzt, und darüber hinaus durch Schließung des Kontaktes 34 eine laufende Drehung des Motores 12 bewirkt, wodurch die Scheibe 16 in Pfeilrichtung 38 gedreht wird. Bei Erreichen der Null-Markierung 39 wird über den Schleifer 29 an den Flip-Flop

32 ein Impuls abgegeben, wodurch dieser auf high gesetzt wird. Infolge der Weiterdrehung der Scheibe 16 in Pfeilrichtung 39 wird über Kontakt 30a und Schleifer 29Zj ein Impuls an den Flip-Flop 33 gegeben, wodurch dieser in Verbindung mit dem Impuls des Flip-Hop 32 durchgeschaltet und der Ein-, Ausschalter geöffnet wird. so daß der Motor 12 abgestopt wird. Da der Motor 12 mechanisch mit dem sin-cos-Potentiometer 13 verbunden ist, stehen nunmehr am Ausgang des Potentiometers 13 Spannungen an. durch die die Koordinalcnmotore der Schneidmaschine derart bewegt werden, cluß der Abtastkopf und das mit ihm mechanisch oder elektrisch gekoppelte Werkzeug in Pfeilrichtung 40 auf die abzutastende Kontur 35 zubewegt wird. Die Richtung 40 wird auch als Anschnittrichtung bezeichnet. Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 sind die Markierungen 39 und 30a derart in bezug auf die Schleifer 29;/ und 296 angeordnet, daß die Anschnittrichtung 40 unter einem Winkel von 45 Grad zur Senkrechten verläuft. Je nach Zeichnungskontur der abzutastenden Schablone kann es jedoch wünschenswert sein, andere Abiastrichtiingen vorzuwählen. Hierzu wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß über den Taster 41 auf den Flip-Flop 33 ein reset-lmpuls gegeben wird, wodurch der Ausgang des Flip-Flop 33 auf low geschaltet und der Schalter 34 geschlossen wird. Damit dreht sich der Motor 12 so lange, bis über den Schleifer 296 und Markierung 306 ein erneuter Impuls (high) an den Eingang des Flip-Hop

33 gegeben wird, wodurch dieser wieder in den high-Zustand umgeschaltet wird. Der Schalter 34 wird wieder geöffnet, der Motor 12 b!c^;bt stehen und auf Grund der sin-cos-Potentiometerstellung wird die Maschine und der Abtastkopf nunmehr in Anschnittrichtung 42 bewegtDurch erneutes DrO -Vcn des Tasters 41 und der damit wirksam werdenden Markierungen 30c—30Λ sind nacheinander die Anschnittrichtungen 43—48 erreichbar. Beim obigen Ausführungsbeispiel ist davon ausgegangen, daß die Anfangsanschnittrichtung 40 immer unter einem Winkel von 45 Grad erfolgt. Durch entsprechende Variation und Änderungen der Markierung 39 in bezug auf die Markierungen 30a—30Λ ist es selbstverständlich möglich, zu Beginn auch eine andere Anschnittrichtung vorzugeben. Darüberhinaus ist es selbr.lverständlich möglich, durch Änderung des Abstandes sowie der Anzahl der Markierungen eine Vielzahl von Anschnittrichtungen vorzuprogrammieren, die mitteis der Impulsstufe durch Betätigung des Impulsschalters 41 abrufbar sind. In diesem Zusammenhang sei noch darauf hingewiesen, daß, nachdem der Abtastkopf die abzutastende Kontur 35 erreicht hat, über eine an sich bekannte, nicht näher dargestellte Schaltung der Ablasilichtempfjs.nger 14 in Einsatz gebracht wird und nur dessen Ausgangssignale eine Vcrdrehuv «. des Motors 12

2u und damit des sin-cos-Poteniiometers zur Ansteuerung der Koordinatenmotore hervorruft.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Nachführen eines Schneidbrenners mit einer fotoelektrisch einen Linienzug oder eine Kante abtastenden Abtasteinheit, die mindestens einen Abtastlichtempfänger aufweist, dessen Ausgangssignale einem Nachdrehmotor zuführbar sind, wobei der Nachdrehmotor mit einem Komponentenzerleger zur Ansteuerung zweier Koordinatenmotore verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß Abtastlichtempfänger (14), Komponentenzerleger (13) und Nachdrehmoior (12) derart miteinander verbunden sind, indem der Abtastlichtempfänger (14) auf einer als Scheibe (16) ausgebildeten gedruckten Schaltung befestigt ist, welche auf einem Wellenende (18) eines als Sin-cos-Potentiometer (13) ausgebildeten Komponentenzerlegers aufsitzt, dessen anderes Wellenende (19) an einen Gieichstrornmoior (12) geringer Leis-'ung gekoppelt