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Einrichtung zur Umrißsteuerung für selbsttätige Nachformbearbeitungsmaschinen
-Zum besseren Verständnis der Erfindung sei kurz die an sich bekannte Bearbeitung
eines Umrisses auf einer selbsttätigen fühlergesteuerten Nachformmaschine beschrieben.
Der Bearbeitungsvorgang beginnt im Punkt A (Fig. z). Dann läuft der Fühler nordwärts,
bis er im Punkt B die Kurve U berührt. Hier wird die Nordbewegung
abgeschaltet und die Ostbewegung eingeschaltet, die bis zum Punkt C verläuft. Nach
Abschaltung der' Ostbewegung setzt wieder die Nordbewegung bis zum Punkt D ein usw.
Läuft jetzt der Fühler vom Punkt E an ostwärts und erreicht er den Punkt F, so kommt
der Fühler nicht vom Modell frei, sondern wird weiter ausgelenkt. Hierbei wird ein
zweites Kontaktpaar geschlossen und damit die bisherige Nordbewegung in eine Südbewegung
umgeschaltet. Der Bewegungsvorgang setzt sich also jetzt aus Süd- und Ostbewegungen
zusammen.
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Im Punkt l ist eine weitere Ostbewegung nicht mehr möglich, auch nicht
eine selbsttätige Umschaltung der Ostbewegung auf eine Westbewegung. Hier muß also
spätestens die Umschaltung auf einen neuen Quadranten erfolgt sein. Diese Umschaltung
kann von Hand vorgenommen werden oder auch durch ein Relais. Allerdings erstreckt
diese Möglichkeit sich im allgemeinen nur auf einen Bearbeitungsbogen von z8o°,
doch ist es durch eine besondere Schaltung möglich geworden, die Umschaltung innerhalb
der zweiten Hälfte des r8o°-Bogens zu jedem beliebigen Zeitpunkt vorzunehmen, so
daß ein genaues Einhalten eines bestimmten Umschaltzeitpunktes nicht mehr erforderlich
ist.
Die vorliegende Erfindung geht in der Durchbildung der Steuerung
einen Schritt weiter, und zwar dahin, daß eine selbsttätige Umschaltung innerhalb
eines Bogens von 36o' erzielt wird. Insbesondere besteht die Erfindung darin, daß
der Ouadrantenwähler als vom Fühler getrennter und in den Umschaltpunkten selbsttätig
gesteuerter Schalter ausgebildet ist. Es sollen also, um nochmals auf Fig. i zurückzukommen,
in den Punkten F, J, K und L jeweils die richtigen Bewegungskomponenten
selbsttätig eingestellt werden. Besonders wertvoll an der neuen Steuerung ist es,
daß sie es gestattet, den gesamten Bogen von 36o' unter Benutzung des gleichen Kontaktpaares,
je nach Innen- oder Außenumriß, zu durchfahren, im Gegensatz zu den erwähnten älteren
Steuerungen, bei denen der Kontakt durch die Auslenkung des Fühlers bestimmt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Fig. 2 und 3
erläutert, von denen Fig. #z- das Bild einer möglichen Schaltung, Fig. 3 eine Ausführungsmöglichkeit
des Ouadrantenschalters zeigt.
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Um mit Fig. 3 zu beginnen, ist folgende Konstruktion angenommen: Das
eigentliche, in Fig.3 nicht gezeigte Schaltglied ist mit einer Scheibe i gekuppelt,
die drehbar gelagert ist und vier Einschnitte 2 aufweist, in welche Zapfen 3 bzw.
q. eingreifen können. Die Zapfen sind durch nicht dargestellte Federn so gehalten,
daß sie außerhalb der Einschnitte 2 liegen. Der Zapfen 3 ist mit dem Magnetkern
5 eines Relais LD und der Zapfen a mit dem Kern 6 eines Relais RD verbunden. Wird
z. B. das Relais LD erregt, so zieht der Kern 5 den Zapfen 3 in die ihm gegenüberliegende
Nut 2 der Scheibe i und verstellt diese um go'. Nach Abschaltung der Erregung des
Relais LD gleitet der Zapfen 3 unter der Wirkung der ihn belastenden Feder über
das Gleitstück 7 in seine Ausgangslage zurück. Ein entsprechendes Gleitstück 8 ist
für den Zapfen q. vorgesehen. Es handelt sich hier naturgemäß nur um eine der vielen
Möglichkeiten, einen Schalter elektromagnetisch im einen oder anderen Sinn jeweils
um einen Bogen von go° zu verstellen.
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Der Quadrantenwähler ist in der Fig. 2 mit io bezeichnet. Ob man den
Bearbeitungsvorgang und damit auch den OOuadrantenwähler io rechts herum oder links
herum laufen lassen will, kann zu Beginn des Arbeitsvorganges durch den Schalter
ii eingestellt werden. Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß der Schalter ii
nach rechts gelegt sei. Es sei ferner angenommen, der Ouadrantnnwähler stehe zunächst
so, daß die Fühlvorschubb#wegung abwärts gerichtet sei und daß man 6°i dem jetzt
beginnenden Arbeitsvorgang mit der Aufwärtsrichtung beginnen wolle. Man drückt also
den Druckknopf 12 zweimal und erregt dadurch das Relais 6 zweimal, so daß der Schalt.3r
io in die dargestellte Stellung »>aufwärts« gebracht wird (Stromweg: P - Druckknopf
12 -Kontakt 13 - Wicklung 6 -V). Der Fühler berühre das Modell noch nicht (Punkt
A der Fig. i), so daß er zunächst an dieses herangefahren werden muß. Zu di_s3m
Zweck wird der zunächst geschlossne Druckknopf 1q gedrückt. Die Fühlerkontakte I
und II sind geschlossen. Es ist dies die übliche Ausführungsform eines solchen Fühlers,
daß in der Ruhelage das erste Kontaktpaar geschlossen ist. Ferner ist der Schalter
15 geschlossen. Es ist dies ein mit dem Ouadrantenwähler io gekuppelter Schalter,
der jeweils nur geschlossen ist, wenn der Quadrantenwähler eine Arbeitsstellung
erreicht hat, dagegen geöffnet ist, solange sich der Quadrantenwähler von einer
Stellung in die andere bewegt. Es entsteht also jetzt folgender Stromweg: Von P
über Kontakt 15, Anschlüsse 16, 17, Kontakt I und II, Kontakte 18 am Quadrantenwähler
io, Wicklungen ig und 2o nach N. Gleichzeitig besteht aber ein weiterer Stromweg
von P über 15, 16, 17, Anschluß 21, Kontakte 22 des Quadrantenwählers
io, Kontakt 23, Wicklung 9,4 nach N. Es sind also jetzt erregt die Wicklungen +
auf, - v, + y. Damit wird eine Summenwirkung dreier Wicklungen eingeschaltet,
von denen sich jedoch -f- y und-xgegenseitig aufheben, so daß als resultierende
Wirkung nur -f-. auf übrigbleibt. Der Fühler wird also entsprechend Fig. i sich
vom Punkt A an in Richtung auf B hin bewegen. Wie die Wicklung ig
zur Wirkung kommt, ist an sich für die Erfindung unerheblich. Im allgemeinen wird
durch die Wicklung ig diejenige Magnetkupplung des Antriebes geschaltet werden,
welche die Aufwärtsbewegung einleitet. Im Punkt B berührt der Fübler das Modell,
so daß jetzt der Druckknopf 1q. losgelassen werden kann. Bei der nun folgenden Bewegung
des Fühlers wird er infolge Berührung mit der Kurve U so weit ausgelenkt, daß Kontakte
I und II sich öffnen. Nicht berührt hierdurch wird der Stromkreis, der über Kontakt
22 des Quadrantenwählers, Kontakt 23 und Wicklung 24 führt. Dagegen wird der Stromkreis
über Kontakt 18 und Wicklung ig und 2o ausgeschaltet. Es wird also die Aufwärtsbewegung
abgeschaltet und gleichzeitig das - r-Kommando aufgehoben. Allein wirksam bleibt
jetzt das -E- y-Kommando, d. h. die Steuerungsbewegung verläuft nach rechts entsprechend
der Strecke B-C der Fig. i. Im Punkt C geht die Fühlerauslenkung so weit zurück,
daß die Kontakte I und II wieder geschlossen werden. Es wird damit derselbe Schaltzustand
erreicht wie im PunktA, d. h. im Punkt C heben sich wieder -(- y und - v
gegeneinander auf, und es bleibt nur die Aufwärtsbewegung übrig, die bis zum Punkt
D verläuft. Das Spiel wiederholt sich nun längs des weiteren Bearbeitungsbogens.
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Läuft jetzt der Fühler längs der Strecke E-F und erreicht er den Punkt
F, so werden bei der Weiterbewegung die Kontakte I, II nicht wieder geschlossen,
sondern es wird im Gegenteil der Fühler noch weiter ausg-lenkt, so daß jetzt das
Kontaktpaar I, III geschlossen wird. Damit wird ein Stromweg hergestellt, von P
über Anschlüsse 16, 17, Kontakte I, III, Kontakt 13 nach Wicklung 6. Der Magnetkern
dieser Wicklung wird angezogen und schaltet jetzt den Ouadrant~nwähler io um go"
im Uhrzeigersinn fort. Die Kontakte i8 und 22' werden geöffnet und dafür die Kontakt-
25 und 26 geschlossen. Damit bekommt über die Anschlüsse 16, 17, 21, Kontakt 26,
27 die Wicklung 28 für »abwärts« Spannung. Das heißt im Punkt F wird automatisch
die bisherige Nordbewegung in eine Südbewegung umgcwandclt, die vom Punkt F in Richtung
auf Punkt G verläuft. Mit fortschreitender Südbewegung werden zunächst die Kontakte
I
und III geöffnet. Eine -Steuerwirkung hat dieses Öffnen der Kontakte jedoch zunächst
noch nicht. Erst wenn die Südbewegung weit genug verlaufen ist (Punkt G), werden
Kontäkte I und II geschlossen. Es entsteht dann ein Stromweg von P über Kontakt
15, Anschlüsse 16, 17, Kontakte I, II, Kontakt 25, Wicklungen 29 und
30 nach N. Das bedeutet aber, daß jetzt zu dem Steuerkommando -I-
ab (Wicklung 28) das Steuerkommando .--- ab (Wicklung 30) und -E- r (Wicklung
29) gegeben werden. Es wird jetzt wieder eine Summenwirkung der verschiedenen Steuerbefehle
geschaffen in der Weise, daß + ab und - ab sich gegenseitig aufheben,
so daß nur die Steuerwirkung + r übrigbleibt. Die Bewegung verläuft also jetzt vom
Punkt G in Richtung auf H. Bei Erreichen von Punkt H werden die Kontakte
I und TI wieder geöffnet, die Wicklungen 29 und 30 werden stromlos und es
bleibt nur der über die Wicklung 28 gegebene Steuerbefehl + abwärts übrig. Jetzt
wird der zweite Quadrant durchlaufen, bis im Punkt j eine Weiterbewegung kein Schließen
der Kontakte I und II zur Folge hat, sondern ein Schließen der Kontakte I und III.
Jetzt wird wieder Wicklung 6 erregt, der Quadrantenwähler weitergeschaltet usw.
Das Kontaktpaar I, III löst also keine Steuerwirkung des Fühlers aus, sondern dient
lediglich zur Schaltung des Quadrantenwählers.
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Man erkennt aus dieser Darstellung, daß es durch die Anordnung gemäß
der Erfindung möglich ist, die Ouadrantenschaltung vollkommen selbsttätig durchzuführen,
ohne auf die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals angewiesen zu sein, und gleichzeitig
für den gesamten Bearbeitungsbogen das gleiche Kontaktpaar des Fühlers für die eigentliche
Steuerung des Bearbeitungsvorganges zu verwenden.
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Die eben beschriebene Steuerung würde aber nicht allen möglichen Fällen
genügen können. Es sei z. B. ein Umriß U zu bearbeiten, wie er in Fig. 4
gezeigt ist. Es handelt sich hier um eine Bearbeitungskurve mit einem Wendepunkt
W. Bei der vom Punkt M aus verlaufenden Südbewegung würde die Fühlerbewegung so
lange weiterlaufen, bis sie auf den PunktZ stößt. Der gesamte Bogen zwischen dem
Wendepunkt W und dem Punkt Z würde von der Steuerung nicht erfaßt werden. Für solche
Zwecke ist in der Steuerung das Zeitrelais 31 vorgesehen, das bei jedem Schließen
der Kontakte I und II an Spannung gelegt wird, aber infolge seiner Zeitkonstante
nicht anspricht. Wenn jedoch nach dem Schließen der Kontakte I und II eine bestimmte
Zeit verstrichen ist, ohne daß ein Steuerbefehl gegeben wurde, schließt Zeitrelais
31 seine Kontakte 32 und gibt dadurch über Kontakt 34 und Wicklung 5 ein Kommando
auf den Quadrantenwähler io, das diesen im umgekehrten Sinn verstellt. Während auf
der Strecke bis zum Punkt M eine Westbewegung eingeschaltet war, wird jetzt im Punkt
0 über das Zeitrelais 32 die Ostbewegung eingeschaltet, d. h. die Fühlerbewegung
wieder auf das Modell zugeführt, so daß jetzt auch der zwischen den Punkten W und
Z liegende Bogen bearbeitet wird.
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Bisher wurde die Steuerung im Zusammenhang mit der Bearbeitung eines
Innenumrisses erläutert. Beim Außenumriß liezen entsprechend die deichen Verhältpisse
vor, so daß auch die Steuerung unverändert für solche Zwecke verwendet werden kann.
Auch in diesem Fall tritt das Zeitrelais in Tätigkeit, wenn an einem Tangentenpunkt
der Fühler das Bestreben haben würde, vom Modell wegzulaufen. In gleicher Weise
wirkt das Zeitrelais auch bei etwaigen Unterschneidungen eines Außenumrisses, wie
es im Zusammenhang mit dem Innenumriß erläutert wurde.