DE3029743C2 - Vorrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück - Google Patents

Vorrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück

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DE3029743C2
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Klaus Dr. 6072 Dreieich Halbauer
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Messer Griesheim GmbH
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Messer Griesheim GmbH
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/10—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
    • B23K7/102—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch for controlling the spacial relationship between the workpieces and the gas torch
    • 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
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/22—Control or regulation of position of tool or workpiece
    • B23Q15/24—Control or regulation of position of tool or workpiece of linear position

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Copy Controls (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere zur Abstandskonstanthaltung eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine von einem Werkstück, mit einem die Abstandsänderungen erfassenden Kondensator, der von einer vorzugsweise mit dem Brenner verbundenen Abtastelektrode und von der Werkstückoberfläche gebildet wird und der mit einem ersten Phasenregelkreis-Baustein mit nachgeschalteter Sollwert-Istwert-Vergleichsvorrichtung und einer Brennerver-Stellvorrichtung in Verbindung steht.
Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik Bezug genommen, wie er beispielsweise aus der DE-OS 27 44 362 bekannt geworden ist. Bei dieser kapazitiven Höhenverstellvorrichtung wird durch den Einsatz eines Phasenregelkreises eine große Regelgenauigkeit erreicht, da selbst kleinste Kapazitätsänderungen zu relativ großen Ausgangssignaländerungen führen und die Brennerhöhenverstellvorrichtung präzise nachgeführt werden kann. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß die beim Brennschneiden in der Umgebung der Höhensteuerung auftretenden Temperaturen (20—6O0C) zu einer Verstimmung des Phasenregelkreises führen, wodurch die gewünschte Regelgenauigkeit nicht immer gewährleistet ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die temperaturunabhängige Regelsignale liefert.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Abtastelektrode an einen als Oszillator geschalteten zweiten Phasenregelkreis-Baustein angeschlossen ist, dessen Ausgang mit dem Eingang des ersten Phasenregelkreis-Baustein verbunden ist.
Durch die Erfindung wird eine temperaturstabile Höhensteuerung erreicht, da die beiden Phasenregelkreis (PLL)-Bausteine gleich ausgebildet sind und durch die vorgeschlagene Anordnung der Wärmedrift beider Bausteine gegenläufig ausgewertet und damit kompensiert wird.
In der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung anhand der Zeichnung unter Hinweis auf weitere Vorteile näher Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Schneidbrenner 20, der mit einer Abtastelektrode 21 verbunden ist, die über einem zu bearbeitenden Werkstück 22 bewegt wird. Dabei wird durch die Abtastelektrode 21 und das Werkstück 22 ein Kondensator gebildet, dessen Kapazität je nach der Größe des Abstandes 23 des Brenner/Fühlers vom Werkstück im Picofarad-Bereich schwankt
Die Abtastelektrode 21 ist zusammen mit einer Induktivität 24 und einem Kondensator 25 als frequenzbestimmendes Bauelement an den Eingang 6, 7 eines als Oszillator geschalteten Phasenregelkreises — (PLL) Baustein 26 — angeschlossen. Dabei wird von dem PLL-Baustein 26 nur der VCO = voltage control oszillator 27 benutzt, dessen Eingang 9 an eine 15-Volt-Gleichspannungs-Versorgung 39 angeschlossen ist. Mit dem Widerstand 28 wird die Ausgangsfrequenz des VCO 27 — gemessen am Anschluß Ml — so eingestellt, daß die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises (Induktivität 24, Abtastelektrode 21, Kondensator 25) genau doppelt so hoch ist, wie die am Punkt Ml gemessene Frequenz. Diese Frequenz beträgt ungefähr 600 KHz.
Der Ausgang 4 des VCO 27 ist an einen Phasenregelkreis (PLL) — Baustein 29 — angeschlossen. Dieser umfaßt neben einem VCO 30, einen Tiefpaß 31, einen Verstärker 32 sowie Phasenkomperatoren 33,34.
Mit dem PLL-Baustein 29 wird die Verstimmung des Resonanzkreises 21, 24, 25 gemessen und über Widerstand 35 eine der Verstimmung proportionale Gleichspannung ausgegeben. Mit dem Sollwertgeber 36 wird eine Vergleichsspannung zur Bestimmung der Grundhöhe (gewünschter Abstand 13) der Abtastelektrode 21 eingestellt. Die Vergleichsspannung wird an dem Operationsverstärker 37 der Meßspannung aus dem PLL-Baustein 29 aufaddiert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 37 wird einem Motor 38 zugeführt, durch den Schneid- bzw. Schweißbrenner 20 und Abtastelektrode 21 in dem gewünschten Sollabstand bewegbar sind.
Die PLL-Bausteine 26 und 29 sind gleich ausgebildet und als solche im Fachhandel erhältlich. Beide Bausteine haben gleiche Eigenschaften und sind durch die vorgeschlagene Anordnung so zusammengeschaltet, daß der Wärmedrift der beiden PLL-Bausteine gegenläufig ausgewertet wird. Dadurch wird eine temperaturunabhängige Höhenverstellung erreicht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Vorrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück, insbesondere zur Abstandskonstanthaltung eines Schneidbrenners einer Brennschneidmaschine von einem Werkstück, mit einem die Abstandsänderungen erfassenden Kondensator, der von einer vorzugsweise mit dem Brenner verbundenen Abtastelektrode und von der Werkstückoberfläche gebildet wird und der mit einem ersten Phasenregelkreis-Baustein mit nachgeschalteier SoIlwert-Istwert-Vergleichsvorrichtung und Brennerverstellvorrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelektrode (21) an einen als Oszillator geschalteten, zweiten Phasenregelkreis-Baustein (26) angeschlossen ist, dessen Ausgang (4) mit dem Eingang (14) des ersten Phasenregelkreises-Baustein (29) verbunden ist.
    10
DE3029743A 1980-08-06 1980-08-06 Vorrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes eines Werkzeuges von einem zu bearbeitenden Werkstück Expired DE3029743C2 (de)

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US4463298A (en) 1984-07-31
DE3029743A1 (de) 1982-03-11

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