-
Mit einem Hilfssteuermittel arbeitende Fühlersteuerung für Bearbeitungsmaschinen
Zur Herstellung von räumlichen Gebilden auf einer Bearbeitungsmaschine, z. B. einer
Fräsmaschine, nach einem Musterstück bedient man sich gern der fühlergesteuerten
Maschine, d. h. einer Maschine, bei der das Musterstück durch einen Fühler abgetastet
wird, der dann die auf ihn von dem Musterstück ausgeübten. Steuerimpulse in Bewegungen
für die Vorschubeinrichtungen der Maschine umsetzt. Bei der Bearbeitung eines Werkstückes
auf -einer derartigen Maschine sind -zwei grundsätzliche Bearbeitungsmöglichkeiten
zu unterscheiden, nämlich das Herausarbeiten eines räumlichen Gebildes aus einer
Ebene, z. B. Gesenkfräsen, und die Umfangsgestaltung eines Gebildes mit ebenen Begrenzungsflächen,-
Umrißfräsen. Für beide Bearbeitungsmöglichkeiten sind Steuerungen entwickelt worden
(vgl. z. B. Patent .156 6o5). Beim Herstellen eines räumlichen Gebildes verläuft
der Vorgang in der Weise, daß, der Fühler mit geradlinigem Zeitvorschub gewissermaßen
in einer Schichtebene längs des Musterstückes bewegt wird und hierbei Auslenkungen
erfährt, die zu Steuerbewegungen in Richtung der Fühlerachse führen. Der Fühler
führt also, während er mit geradlinigem Vorschub längs des Musterstückes bewegt
wird, ein und dieselben Arbeitsbewegungen aus. Beim Umrißfräsen dagegen findet eine
Bewegung des Fühlers in axialer Richtung nicht statt. Dafür führt der Fühler jetzt
Bewegungen in einer Ebene senkrecht zu seiner Achse aus.
Zur Beherrschung
der beiden voneinander durchaus verschiedenen Bearbeitungsvorgänge sind bei den.
bisherigen Steuerungen zwei Fühler angewendet worden, die .je nach dem auszuführenden
Arbeitsvorgang in die Maschine eingesetzt werden mußten. Die hierbei auftretende
Schwierigkeit liegt nicht nur darin, daß die Auswechselung eines Fühlers und seine
Neueinstellung immer einen gewissen Zeitaufwand erfordern und außerdem sehr gut
eingearbeitete Bedienung voraussetzen, sondern es ist die Schwierigkeit vor allem
darin. zu sehen, daß es bei erforderlicher Anwendung beider Bearbeitungsvorgänge
beim gleichen Werkstück äußerst schwierig ist, nach dem Fühlerwechsel die Einstellung
so genau vorzunehmen, daß sich die beiden Bearbeitungsvorgänge fehlerlos aneinanderschließen.
-
Die erwähnten Schwierigkeiten lassen sich beseitigen, -wenn gemäß
der Erfindung bei einem Fühler mit einer Steuerung für den in Richtung der Fühlerachse
verlaufenden Fühlvorschub eine demselben Fühler zugeordnete, wahlweise einschaltbare
zweite Steuereinrichtung für Umrißbearbeitung vorgesehen wird. Dabei erweist es
sich als zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß zur Durchführung der beiden
Steuervorgänge die gleichen Fühlerkontakte verwendet werden können. Ein Wahlschalter
für die beiden Steuereinrichtungen des Fühlers kann außerdem noch durch einen Wahlschalter
für die Leitvorschubbewegung ergänzt werden.
-
Die Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispieles der Abbildung
erläutert. Es ist dabei angenommen, daß es sich um einen Bolometerfühler handelt,
d. 11. einen Fühler, dessen beweglicher Taststift keine Schaltkontakte, sondern
die Fahne eines bekannten Düsenbolometers bewegt. Die Anordnung ist schematisch
durch den Taster T und die Bolometerfahne BF angedeutet. W1 und W " sind die Widerstände,
deren Erwärmungsgrad durch die Bolometerfahne BF gesteuert wird; BR ist das Bolometerrelais.
Ihm sind zwei Kontaktstellungen i und 2 zugeordnet, die zur Steuerung der Relais
TR1 und TR2 dienen.
-
Der jeweils durchzuführende Arbeitsvorgang ist durch den Wahlschalter
W bestimmt. Er befindet sich zunächst in der Stellung i i, d. h. in der Stellung,
bei der der übliche Fräsvorgan:g mit der Fühlervorschubbewegung in Richtung der
Fühlerachse eingeschaltet ist. Solange der Fühler das Musterstück nicht berührt,
ist der Kontakt i - geschlossen, d. h. das Relais TR1 ist eingeschaltet. Seine Arbeitskontakte
TR1' haben das Hilfsrelais HR1 an Spannung gelegt, dessen Arbeitskontakte HR1' geschlossen
sind. Die Ruhekontakte HR," sind geöffnet. Es wird also die Magnetkupplung einwärts
des Fühlvorschubes eingeschaltet, und der Fühler läuft auf das Musterstück zu. -
Wenn :er es berührt, wird auf den Tasterhebel ein, Druck ausgeübt, der zu einer
Bewegung der Bolometerfahne BF führt. Die Brückenspannung ändert sich, und das Bolometerrelais
BR fällt ab, so daß Kontakt i geöffnet wird. Damit fallen TR1 und HR, ab,
HR,' wird geöffnet, HR," gesc=hlossen. Je nach der Stellung des Umschalters
US und der Schalter A wird jetzt der Leitvorschub nach auf- oder abwärts bzw. rechts
oder links eingeschaltet. Wird hierbei: die Berührung zwischen Taster und Musterstück
wieder gelöst, so geht die Bolometerfahne BF in die Ausgangslage zurück. Kontakt
i wird geschlossen, HR," öffnet sich, HR,' wird geschlossen, der Leitvorschub wird
abgeschaltet und der Fühlvorschub wieder auf einwärts geschaltet.
-
Bei stärkerem Druck auf den. Fühler spricht das Bolometerrelais BR
in umgekehrtem Sinne an, d. h. es wird Kontakt z geschlossen und damit Kontakt HR2'
geöffnet, HRR" 1,e schlossen. und der Fühlvorschub auf auswärts geschaltet.
-
Will man jetzt zum Umrißfräsen übergehen, so wird der Wahlschalter
W in die Stellung 12 gelegt. Die Fühlvorschubbewegung einwärts und auswärts in Richtung
der Fühlerachse wird jetzt nicht mehr benötigt; denn jetzt verlaufen die Bewegungsvorgänge
lediglich in einer Ebene senkrecht zur Fühlerachse. Die Steuerkontakte sind die
gleichen wie bisher. Wenn aber jetzt Kontakt i geschlossen ist, so ist je nach der
Stellung des Umschalters US und der Schalter A auf die Auf- oder Abwärtsbewegung
und die Links-oder Rechtsbewegung des Fühlerträgers eingeschaltet, d. h. es werden
die beiden Bewegungskomponenten gesteuert, deren Ebene senkrecht zur Fühlerachse
liegt.
-
Beim Umrißfräsen muß folgende Tatsache herücksichtigt werden. Eine
Bearbeitung kann nur dann zustande kommen, wenn zwischen Fühler und Musterstück
eine Berührung stattfindet. Wenn z. B. angenommen ist, daß die beiden Bewegungskomponenten
ostwärts und nordwärts eingeschaltet sind, so kann offensichtlich eine Kurve mit
einem ostwärts gelegten Maximum von diesem Punkte an durch die Steuerung nicht weiter
abgetastet werden., wenn die Kurve von diesem Punkt an westwärts verläuft; denn
unter den eingeschalteten Bewegungskomponenten ist keine, die zü einer Westbewegung
führen könnte. Aufbauend auf dieser Tatsache ist früher vorgeschlagen worden, den
Umrißfühler mit einem sog. Quadrantenwähler auszurüsten. Das ist in vorliegendem
Falle nicht erforderlich. Es genügt- eine :einfache Umschaltvorrichtung, um den
Steuervorgang umzukehren.
Diese Umsteuervorrichtung wird im vorliegenden
Falle durch .den Kontakt B und das Umschaltrelais UR gebildet. Die Zeichnung läßt
erkennen, daß, wenn UR anspricht, die Bewegungskomponenten ab und auf ,einerseits
und links und rechts andererseits miteinander vertauscht werden. Wenn also bei eingeschalteter
Ost- und Nordkomponente im Ostmaximum der Kurve der Umschalter B betätigt wird,
so. verläuft der weitere Bewegungsvorgang mit den beiden Komponenten West und Süd.
Sofern nur eine dieser Komponenten. geändert werden soll, bieten die Schalter A
die Möglichkeit der Korrektur.
-
Das Ausführungsbeispiel zeigt, daß es mit der Steuerung gemäß der
Erfindung möglich ist, mit ein und demselben Fühler sowohl Flächenbearbeitungen
wie Umrißbearbeitungen vorzunehmen. .