DE845541C

DE845541C - Sensor control, especially for machine tools

Info

Publication number: DE845541C
Application number: DEP9726D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Seligmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-08-04

Description

Fühlersteuerung, insbesondere für Werkzeugmaschinen Fühlersteuerungen beispielsweise für Werkzeugmaschinen, wie Nachformfräsmaschinen u. a., arbeiten in der Weise, daß ein Modell mittels eines Fühlers abgetastet wird, der mit Hilfe von Kontakten über eine Relaisanordnung die Relativbewegungen von Werkzeug und Werkstück bzw. Fühler und Modell steuert. Dabei hat das Modell einen gewissen Gegendruck des Fühlers aufzunehmen. Dieser Gegendruck ist trotz der verhältnismäßig hohen Empfindlichkeit eines Fühlers gebräuchlicher Bauart immer noch so groß, daß die Modelle aus einem widerstandsfähigen Werkstoff, wie Holz, gefertigt sein müssen. Um in manchen Fällen auch rasch und billig aus einem bildsamen weicheren Stoff, z. B. Lehm, 'hergestellte Modelle verwenden zu können und so mit wesentlich einfacherem Aufwand auszukommen, ist es erwünscht, Verfahren bzw. Steuerungen zu schaffen, die mit noch weit geringerem Tastdruck arbeiten.Sensor controls, in particular sensor controls for machine tools for example for machine tools such as post-form milling machines and others in such a way that a model is scanned by means of a feeler, which with the help of contacts via a relay arrangement, the relative movements of tool and workpiece or sensor and model controls. The model has a certain counter pressure of the Pick up the feeler. This back pressure is despite the relatively high sensitivity of a conventional type of probe is still so large that the models from one resistant material, such as wood, must be made. To in some cases also quickly and cheaply made of a malleable, softer material, e.g. B. clay, 'produced To be able to use models and thus to get by with much easier effort, it is desirable to create processes and controls that do even less Push button work.

Erfindungsge:m,äß wird daher vorgeschlagen, einen magnetostriktiven Körper als Fühler zu verwenden. Ein solcher Fühler reagiert bereits bei der geringsten Berührung.According to the invention, it is therefore proposed to use a magnetostrictive To use the body as a feeler. Such a sensor reacts to the slightest Contact.

Im folgenden sind .die Einzelheiten der Erfindungsvorsch,läge an Hand der Zeichnungen erläutert.The following are the details of the proposed invention would be at hand of the drawings.

Fig. i und 2 zeigen das Schaltschema einer Fühlerstüuerung, Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele für magnetostriktive Fühler nach der Erfindung.FIGS. I and 2 show the circuit diagram of a sensor control, FIG. 3 and 4 exemplary embodiments for magnetostrictive sensors according to the invention.

In Fig. i links oben ist ein Hochfrequenzgenerabor dargestellt, der über einen Übertrager i die Erregerspule 2 des schematisch damgestellten Fühlers 3 speist. Die Erregenspule ist mit Gleichstrom polarisiert. Die Amplitude der Hochfrequeiz ist mittels des Regelwiderstands ¢ einstellbar. 5 isf eine Meßeinrichtung. Der Fühler 3 trägt außer der Erregerwicklung 2 noch einte zweite Wicklung 6, die als 1Ieß- bzw. Geberspule dient und über eine Verstärkereinrichtung (rechts oben in der Zeichnung) auf die Relais R i, R 2 einwirkt. Die Kontakte y i und r 2 dieser Relais sind in der in Fig. 2 dargestellten Steuerschaltung für die Zwischenrelais der Elektromnagnetkupplunigen für die verschiedenen Vorschulbewegungen zu sehen und beeinflussen jene in an sieh bekannter Weise.A high-frequency generator laboratory is shown at the top left in FIG. I, which feeds the excitation coil 2 of the sensor 3 shown schematically via a transformer i. The excitation coil is polarized with direct current. The amplitude of the high frequency can be adjusted by means of the control resistor ¢. 5 is a measuring device. In addition to the excitation winding 2, the sensor 3 also has a second winding 6, which serves as a measuring or transmitter coil and acts on the relays R i, R 2 via an amplifier device (top right in the drawing). The contacts y i and r 2 of these relays can be seen in the control circuit shown in FIG. 2 for the intermediate relays of the electromagnetic clutch for the various preschool movements and influence them in a manner known per se.

Die Frequenz der Energie zur Speisung der Erregerwicklung 2 des Fühlers ist auf dessen Eigenfrequenz abgestimmt. Dadurch wird der Fühler 3 in Schwingungen versetzt; d. b. er ändertperiodisch seine Länge, indem er sich unter der Wirkung der blagnetostriktion verkürzt und längt. Durch Induktion erhält dann die Meßspule 6 eine Spannung, die über den Verstärker auf die Relais R i, R 2 gegeben wird. Sobald nun der Tastkopf des Fühlers 3 die Modellkurve 7 berührt, werden die magnetostriktiven Schwingungen des Fühlers 3 gedämpft. Mit der sinkenden Spannung in der Meßspule werden über den Verstärker die Relais R i, R 2 gesteuert, die ihrerseits die Bewegungen der Arbeitsmaschinen steuern.The frequency of the energy to feed the excitation winding 2 of the sensor is matched to its natural frequency. This causes the sensor 3 to vibrate offset; d. b. it periodically changes its length by being under the action the blagnetostriction shortens and lengthens. The measuring coil is then given by induction 6 a voltage which is given to the relays R i, R 2 via the amplifier. As soon now the probe head of the sensor 3 touches the model curve 7, the magnetostrictive Vibrations of the sensor 3 dampened. With the decreasing voltage in the measuring coil the relay R i, R 2 are controlled via the amplifier, which in turn controls the movements control of the working machines.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführuungsbeispiel eines magnetostriktiven Fühlers hat dieser etwa die Form eines Stabs, der ungefähr in Schwerpunktnähe gelagert ist. Dabei ist eine elastische Lagerung io aus (-iwmmi verwendet. Die Masse des Tastkopfs i i ist durch ein Gegengewicht 12 am anderen Ende des' Körpers ausgeglichen.In the embodiment shown in Fig. 3 of a magnetostrictive Feeler, this has approximately the shape of a rod, which is stored approximately near the center of gravity is. An elastic mounting io from (-iwmmi is used. The mass of the Probe head i i is balanced by a counterweight 12 at the other end of the 'body.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der stabförmige Schwingkörper 15 einseitig bei 16 eingespannt. An der Einspannstelle kann gleichfalls eine elastische Lagerung vorgesehen sein. Bei beiden Ausführungsbeispielen 'hat der etwa stabförmige Schwingkörper in seineirr mittleren Teil eine Verzweigung 17, 18, deren beide Arme, die Wicklungen tragen. Es ist von Vorteil, dem Tastkopf eine schirm-, pilz- oder glockenförmige Erweiterung zu geben. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist außerdem der Schwingkörper im Bereich der Wicklungen mit einem glockenförmigen Schirm 20 umgeben, der durch einen Bund 21 am Schwinger bis auf einen geringen Luftspalt ergänzt wird, wobei lediglich der Tastkopf i i nach außen ragt.In the embodiment according to FIG. 4, the rod-shaped oscillating body is 15 clamped on one side at 16. An elastic one can also be used at the clamping point Storage be provided. In both embodiments' the approximately rod-shaped Oscillating body in its middle part a branch 17, 18, the two arms of which wear the windings. It is advantageous to have an umbrella, mushroom or to give bell-shaped extension. In the embodiment of Figure 4 is also the vibrating body in the area of the windings with a bell-shaped screen 20 surrounded by a collar 21 on the transducer except for a small air gap is supplemented, with only the probe head i i protruding outwards.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich mit Hilfe eines magnetostriktiven Fiihlers eine außerordentlich ''hohe Empfindlichkeit und Genauigkeit der Steuerung erreichen läßt.It is readily apparent that with the help of a magnetostrictive Fiihlers an extraordinarily high sensitivity and accuracy of the control can achieve.

Claims

PATE N TAN S PR U CHE i. Sensor control, in particular for machine tools, characterized in that a magnetostrictive body is used as the sensor.

2. Magnetostrictive probe for arrangements according to Claim i, characterized in that an oscillating body carries two windings, of which; one connected as an excitation winding, the other as a measuring or transmitter coil is.

3. Sensor according to claim 2, characterized in that the vibrating body over its excitation coil is excited by a tube generator.

Sensor according to claim 2 and 3, characterized in that the oscillating body is roughly rod-shaped and is stored near the center of gravity, the mass of the probe being expediently through a counterweight at the other end of the body is balanced.

Sensor according to claim 2 and 3, characterized in that the vibrating body as a one-sided egg clamped Rod is formed.

6. Sensor according to claim 2 to 5, characterized in that the oscillating body is elastically mounted (in rubber or the like) itst '.

7. Sensor according to claim 2 to 5, characterized in that the approximately rod-shaped oscillating body in his middle part has a branch, both arms of which carry windings. B. Sensor according to Claims 2 to 7, characterized in that the snubber body in particular is surrounded in the area of the windings with a bell-shaped screen from which only the probe protrudes. G. Sensor according to Claims 2 to 8, characterized in that that the probe is shielded, mushroom-shaped, bell-shaped.