DE905813C

DE905813C - Sensor control, especially with a multi-position contact sensor

Info

Publication number: DE905813C
Application number: DES23820D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Volk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-03-12
Filing date: 1941-03-12
Publication date: 1954-03-08

Description

Fühlersteuerung, insbesondere mit einem Mehrstellungskontaktfühler Die Bearbeitung eines Werkstückes auf einer fühlergesteuerten Bearbeitunigsmaschine verläuft unrter gewissen Richtungen, die sich beim Bearbeitungsvorgang je nach der Form der abzutastenden Lei.tliinie aneinander anschließeni. Der Verlauf des Bearbeitungsvorganges ist dabei durch die verschiedenen Richtungsfolgen bestimmt. Diese Überlegung sei an Hand der Fig. i a bis i f erläutert. Wenn man dem Fühler undi dem Werkstück die Möglichkeit gibt, sowohl eine waagerechte wie eine senkrechte wie eine aus beiden; Bewegungen, zusammengesetzte Bewegung auszuführen, so erhält man vier Richtungsfolgen entsprechend F:ig. i a. Die erste Richtungsfolge ist die senkrechte Bewegung und anschließend als Resultierende einer gleichzeitig erfolgten Querbewegung eine schräg nach oben verlaufende Bewegung. Schaltet man. die senkrechte Bewegung ab, so schließt sich an die schräg nach oben verlaufende Bewegung als zweite R@ichtungsfolge dlie waagerechte Bewegung an. Die dritte Richtungsfolge setzt sich aus einer waagerechten unid einer schräg abwärts gerichteten Bewegung zusammen, die vierte Richtungsfolge schließlich aus einer schräg abwärts verlaufenden Bewegung und der senkrecht abwärts verlaufenden Bewegung. Der bei der Bearbeitung einer Kreislinie entbstehende Streckenverlauf ist eine gebrochene Linie mit vierfach veränderlicher Steigung. Betrachtet man die Richtungsfolge nach Fig. i b, so findet man" daß durch Wegfall der resultierenden Bewegung aus senkrecht aufwärts unid quer die Zahl der Schaltfolgen verringert -ist. Es bleiben nur :noch direi Folgen übrig, was sich auch in der Form der Bearbeitungshniie auswirkt, die im hinken Teil nur einte eierfache Komponentenbewegung darstellt. Verzichtet man auf resultierende Bewegungen überhaupt, so kommt man zu den zwei Richtungsfolgen nach Fig. i c und,dem sich hieraus ergebendien Bewegungsablauf. Noch anders gestalten sich die Verhältnisse, wenn man nur mit einer einzigen Richtungsfolge arbeitet, wie es in den Fig. i d., i e, i f dargestellt ist.Sensor control, especially with a multi-position contact sensor The processing of a workpiece on a sensor-controlled processing machine runs in certain directions, which vary depending on the machining process Connect the shape of the line to be scanned i. The course of the machining process is determined by the various directional sequences. Let this consideration be Explained on the basis of FIGS. i a to i f. If you give the feeler and the workpiece the Possibility of both a horizontal and a vertical as well as one of the two; Movements, to carry out compound movements, one obtains four sequences of directions according to F: ig. i a. The first sequence of directions is vertical movement and then as a resultant of a simultaneous transverse movement an oblique upward movement. One switches. the vertical movement ends, so closes to the diagonally upward movement as a second sequence of directions dlie horizontal movement. The third sequence of directions consists of a horizontal one unid an oblique downward movement, the fourth sequence of directions finally from a diagonally downward movement and the vertically downward movement trending movement. The course of the route resulting from the processing of a circular line is a broken line with a quadruple variable slope. If you look at the Direction sequence according to Fig. I b, one finds "that by omitting the resulting Movement from vertically upwards unid across the number of switching sequences is reduced. The only thing left is: there are still dire consequences, which is also reflected in the form of the processing line which only united in the limp part single component movement represents. If you do without resulting movements at all, you come to the two directional sequences according to FIG. 1 c and, the resulting movement sequence. The situation is even different if one only follows a single sequence of directions works as shown in Figs. i d., i e, i f.

Die Zahl der Richtungsfolgen hat eine ausschl:aggebende Bedeutung für :die Durchführung des Bearbeitungsvorganges . nach drei Richtungen hin, nämlich nach Arbeitsgeschwinidigkeit, Arbeitsgenauigkeit und Arbeitswinkel. Offeneichtlich ist bei der Schaltfolge nach Pig. i a die Bearbeitungsgeschwindigkeit am größten., aber die Übereinstimmung -des Werkstückes mit .dem Vorbilid am geringsten. Dagegen schmiegen sich,die Bearbeitungslinien nach den Fi:g. i d bis i f :dem Modell sehr innig an, jedoch mit einer erheblichen Zahl von Schaltschritten, die durch eine entsprechend große Bearbeitunigszeit erkauft wurde. Auch der Winkel ist von der Zahl der Richtungsfolgen und ihrer Lage abhängig. Während der Arbeitswinkel a bei den Richtungsfolgen nach den Fig. i ä bis i c noch 1800 beträgt, nimmt er bei den Richtungsfolgen nach den Fig. id und 1 e auf etwa 135° und bei der Richtungsfolge nach :der Fig. i f auf go° ab.The number of direction sequences is of decisive importance for: performing the machining process. in three directions, namely according to working speed, working accuracy and working angle. Obviously is in the switching sequence according to Pig. i a the processing speed greatest., But the correspondence between the workpiece and the prototype is the least. Against it nestle, the processing lines according to the Fi: g. i d to i f: the model very much intimately, but with a considerable number of switching steps, which by a correspondingly large processing time was bought. The angle is also from the Number of directional sequences and their location dependent. While the working angle a at the directional sequences according to FIGS. i ä to i c is still 1800, it takes the Directional sequences according to FIGS. Id and 1e to about 135 ° and in the directional sequence after: the Fig. i f on go ° ab.

Aus den eben angestellten. Überlegungen heraus wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Steuerung nicht mit einer einzigen, von vornherein festgelegten Zahl von! Richtungsfolgen arbeiten zu lassen, sondern diese Zahl umschaltbar zu machen, also z. B. die Steuerung so durchzub.iliden, daß bei gewissen Bearbeitungsvorgängen mit der Richtungsfolge nach der Fig. i b, bei arideren mit der Richtungsfolge nach der Fig. i c, wieder bei: anderen mit der Richtungsfolge nach der Fig. i d gearbeitet wird usw. Die Zahl der Richtungsfolgen und ihre Reihenfolge lassen sich naturgemäß beliebig ändern.From the newly employed. Considerations out will be according to the invention suggested not having the controller with a single, pre-determined Number of! Let direction sequences work, but this number is switchable too do, so z. B. durchzub.iliden the control so that certain machining operations with the sequence of directions according to FIG of Fig. i c, again with: others worked with the sequence of directions according to Fig. i d becomes, etc. The number of directional sequences and their order can be changed naturally change at will.

Mit wie einfachen: Mitteln die Erfindung durchführbar ist, sei an Hand der Fig. 2 bis 4 erläutert. Der Fühler F sei ein bekannter Kontaktfühler, wie er z: B. bei dien Kellermaschinen v erwende:t wird. Die Steuerung selbst ist in der einfachsten Formdargestellt, also nur mit einer Leitvorachubrichtüng quer und zwei F'ühlvorschubrichtungen einwärts und auswärts:. Auf der Stellung einwärts werden Fühler und. Werkzeug auf Modell und Werkstück hin bewegt, bei der Stellung auswärts davon weg. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß es sich um eine Maschine mit Magnetkupplungen handelt, deren Wicklungen mit K1, K2, K3 bezeichnet sind. Zu ihrer Steuerung :dienen die Führerrelais FR1, FR., FR3 mit Arbeits, und Ruhekontakten: Die Arbeitskontakte sind als einfache Kreise, die Ruhekonitakte als Kreise in einem Rechteck dargestellt: Zur Bestimmung der Zahl der Richtungsfolgen dient der Wahlschalter WS. Er sei zunächst: auf den Kontakt 4. geschaltet gedacht. Relais FR3 liegt an Spannung, solange Kontakt 3 am Fühler geschlossen ist. Das ist so lange der Fall, wie die Fühlerauslen!kungen noch klein sind. Die Arbeitskontakte 6 von FR, sind also geschlossen. Weiher ist Kontakt i am Fühler geschlossen!, da dieser das Modell noch nicht berührt. Die Ruhekontakte 7 sind offen, die Arbeitskontakte 8 geschlossen. K1 ist demnach erregt, die Einwärtsbewegung also, eingeschaltet. Die Querbewegung dagegen ist abgeschaltet, da die Kontakte 7, wie gesagt, offen sind. Trifft jetzt der Fühler auf :das Modell auf, so wird er ausgelenkt. Hierdurch wird der Kontakt i geöffnet, FR1 fällt ab, Kontakt 8 wird geöffnet, K1 wird abgeschaltet, 'd. h. die Einw'ärtsbewegung hört auf. Das Relais FRi schließt beim Abfallen seine Ruhekontakte 7. Jetzt wird K3 erregt, d. h. die Querbewegung eingeschaltet, und zwar so lange, bis die Fü llerauslenkung wieder beseitigt ist. Dann wird Kontakt i am Fühler wieder geschlossen, die Querbewegung abgeschaltet, die E7nwärtsbewegung eingeschaltet und so fort. Es entsteht eine Stufenlinke. Erreicht jetzt der Fühler bei fortschreitendem Bearbeitungsvorgang den höchsten Punkt der Kurve, so findet beider weiteren Querbewegung keime- Entlastung, sondern eine stärkere Belastung des Fühlers statt. Kontakt i bleibt also geöffnet, dafür wird Kontakt 2 geschlossen. FR, spricht an und schließt über seine Arbeitskonitäkte 9 den Stromkreis für K2 für die Auswärtsbewegung. Die Querbewegung ist: hierbei. nicht un.terbmchen, da FR, an Spannung bleibt, die Kontakte 6 also geschlossen bleiben, und FR1 abgefallen ist, also die Ruhekontakte 7 geschlossen bleiben. Die Fühderbewegung setzt sich demnach jetzt aus zwei Bewegungen zusammen, nämlich aus der Querbewegung und der Auswärtsbewegung, d. h. sie verläuft schräg rechts abwärts. Bei genügend weit fortgeschrittener Bewegung läht die Fühleraüslenkung nach, Kontakt 2 wird wieder geöffnet,,d. h. die Auswärtsbewegung wird wieder abgeschaltet, während die Querbewegung bleibt, usf. Vergleicht man mit diesem Bearbeitungsvorgang die Richtungsfolgen nach Fig. i, so wird man finden, daß der eben beschriebene Arbeitsgang mit Fig. i b übereinstimmt.How simple: means the invention can be carried out is explained with reference to FIGS. The sensor F is a known contact sensor, such as is used, for example, in cellar machines. The control itself is shown in its simplest form, i.e. with only one guide feed direction across and two feeler feed directions inwards and outwards. In the inward position, feelers and. Tool moved towards the model and workpiece, away from it in the case of the outward position. For the sake of simplicity, it is assumed that it is a machine with magnetic clutches, the windings of which are denoted by K1, K2, K3. To control them: The driver relays FR1, FR., FR3 with working and normally closed contacts are used: The normally open contacts are shown as simple circles, the normally closed contacts as circles in a rectangle: The selector switch WS is used to determine the number of directional sequences. First of all, it is intended to be switched to contact 4. Relay FR3 is energized as long as contact 3 on the sensor is closed. This is the case as long as the sensor deflections are still small. The working contacts 6 of FR are closed. Contact i on the sensor is closed! Because it is not yet touching the model. The normally closed contacts 7 are open, the normally open contacts 8 are closed. K1 is therefore excited, i.e. the inward movement is switched on. The transverse movement, however, is switched off because the contacts 7, as I said, are open. If the feeler hits: the model hits, it is deflected. This opens contact i, FR1 drops out, contact 8 opens, K1 is switched off, ie the inward movement stops. The relay FRi closes its normally closed contacts 7 when it drops out. Now K3 is excited, ie the transverse movement is switched on, until the filler deflection is eliminated again. Then contact i on the sensor is closed again, the transverse movement is switched off, the inward movement is switched on, and so on. A step left is created. If the sensor now reaches the highest point of the curve as the machining process progresses, the further transverse movement will result in germ-relief, but a greater load on the sensor. Contact i remains open, but contact 2 is closed. FR, speaks to and closes the circuit for K2 for the outward movement via his working cone 9. The transverse movement is: here. not un.terbmchen, since FR, remains on voltage, the contacts 6 remain closed, and FR1 has dropped out, so the normally closed contacts 7 remain closed. The guide movement is therefore now composed of two movements, namely the transverse movement and the outward movement, ie it runs diagonally downwards to the right. When the movement is sufficiently advanced, the sensor steering slows down, contact 2 is opened again, ie the outward movement is switched off again while the transverse movement remains, etc. If one compares the directional sequences according to FIG The operation just described corresponds to Fig. Ib.

Jetzt wird der Wahlschalter WS auf Kontakt 5 umgeschaltet. Dann ist der Schaltzustand von K3 bestimmt durch :die Ruhekontakte 7 von FR, und io von FR.. Solange FR,' an Spannung liegt, der Fühler also frei vom Modell läuft, sind die Kontakte 8 geschlossen, d. h. die Einwärtsbewegung ist eingeschaltet. Die Querbewegung dagegen ist abgeschaltet, weil bei Ansprechen von FR" die Ruhekontakte 7 geöffnet sind.The WS selector switch is now switched to contact 5. Then the switching state of K3 is determined by: the normally closed contacts 7 of FR, and OK of FR .. As long as FR, 'is on voltage, so the feeler runs free from the model, they are Contacts 8 closed, d. H. the inward movement is switched on. The transverse movement on the other hand, it is switched off because when FR "responds, the normally closed contacts 7 are open are.

Bei Berührung des Fühlers mit :dem Modell wird FRi abgeschaltet, seine Arbeitskontakte 8 werden geöffnet, K1 wird abgeschaltet. Dafür wird über die jetzt geschlossenen Ruhekontakte 7 von FRI K3 an Spannung gelegt, d. h. die Querbewegung eingeschaltet. Das ist der gleiche Bewegungsverlauf, wie er bereits erläutert wurde. Die Verhälitnisse ändern sich aber, wenn infolge größerer Fühlerauslenkung auch die Kontakte 2 am Fühler geschlossen weirden und FR2-an Spannung gelegt wird. Dann -wird nämlich- gleichzeitig mit der Einschaltur von K2 auswärts :durch Schließen der Arbeitskontakte 9 die Wicklung K3 abgeschaltet, weil die Ruhekontakte io von FR2 öffnen. Die Querbewegung hört also auf, d. h. die Bewegungen auswärts und quer wechseln miteinander ab. Eine aus Komponenten zusammengesetzte, resultierende Bewegung gibt es bei dieser Schaltung nicht mehr. Das ist aber die Richtungsfolge, die in Fig. io diargestellt ist.When the sensor comes into contact with: the model, FRi is switched off, its working contacts 8 are opened, K1 is switched off. For this purpose, voltage is applied to the now closed normally closed contacts 7 of FRI K3, i . H. the transverse movement switched on. This is the same course of movement as already explained. The conditions change, however, if, as a result of a larger sensor deflection, contacts 2 on the sensor are also closed and voltage is applied to FR2. Then, namely, at the same time as K2 is switched on, the winding K3 is switched off by closing the normally open contacts 9, because the normally closed contacts of FR2 open. The transverse movement ceases, ie the outward and transverse movements alternate with one another. With this circuit there is no longer a resulting movement composed of components. But that is the sequence of directions that is shown in Fig. 10.

Fig. 3 zeigt eine andere Art der Umschaltmöglichkeit. Die Arbeitssichaltung ähnelt ,der nach Fig. z mit dem auf Kontakt 5 gelegten Wahlschalter WS. Hier wechselt also die Vorschubbewegung einwärts mit der Querbewegung bzw. bei starker Fühlerauslenkung die Vorgchubbewegung auswärts mit der Querbewegung ab (Richitungsfolge nach der Fig. i c). Wird jetzt der Wahlschalter WS einsgeschaltet, so bleibt die Kupplung K3, d. h. die Querbewegung, dauernd eingeschaltet, und, es wird jeweils die Vorschubbewegunig einwärts bzw. auswärts hinzugeschaltet. Das- ist aber die Richtungsfolge in den Quadranten II und III von Fig. i a.3 shows another type of switchover option. The work shutdown similar to that of Fig. Z with the selector switch WS placed on contact 5. Change here i.e. the inward feed movement with the transverse movement or with a strong sensor deflection the outward feed movement with the transverse movement (direction sequence after the Fig. I c). If the WS selector switch is now switched on, the clutch remains K3, d. H. the transverse movement, switched on continuously, and the feed movement is always activated switched inwards or outwards. But that is the directional sequence in the Quadrants II and III of Fig. 1a.

Bei -der Schaltung nach F'ig. q. ist der Stromkreis von K2 durch einen weiteren Wahlschalter, der naturgemäß mit dem ersten Walschalter vereiniigt sein kann und durch die Ruhekontakte i i von FR, ergänzt. Blei geöffnetem Wahlschalter arbeitet die Steuerung nach :der Richtun!gsfo@lge der Fig. i c. Bei geschlossenem Wahlschalter ist die Querbewegung wieder dauernd eingeschaltet. Jetzt schaltet aber FRi nicht nur über seine Arbelitskon stakte 8 die Wicklung K1 für Vorschub einwärts, sondern beim Abfallein über die Ruhekontakte i i auch die Wicklung K2 für auswärts. Es überlugert. sich also eine einwärts gerichtete und anschließend auswärts gerichtete Bewegung mit einer Querbewegung, d. h. man erhält die Richtungsifolge nach Fiig. i f.With -the circuit according to Fig. q. is the circuit of K2 through a further selector switch, which naturally be combined with the first whale switch can and supplemented by the normally closed contacts i i from FR. Lead open selector switch the control works according to: the direction of the Fig. i c. When closed Selector switch, the transverse movement is switched on again continuously. But now it switches FRi not only via its Arbelitskon 8 stakte the winding K1 for inward feed, but when falling via the normally closed contacts i i also the winding K2 for outward. It overlooks. So an inwardly directed and then outwardly directed Movement with a transverse movement, d. H. one obtains the directional sequence according to Fiig. i f.

Diese Breispiele zeigen, d@aß es durch einfacheUmschaltung möglich ist, @die Zahl und Art der Richtungsfolgen und damit den Ablauf des Bearbeitungsvorganges grundsätzlich zu ändern.These broad examples show that it was possible by simply switching over is, @ the number and type of directional sequences and thus the sequence of the machining process fundamentally change.

Die neue Steuerung hat gegenüber anderen Steuerungen, insofern einen wesentlichen Vorteil, als durch Wahl ider Richtiungsifolgen die Nachformgenauigkeit beeinüußt werden kann. Diese ist um so größer, je weniger Impulse und je weniger Richtungsfolgen notwendig sind. Das ist bei Feinb;arbeiitung erwünscht. Die Arbeitsmenge hierbei wäre aber bei :groben Arbeiten zu klein. Dann brietet die Umschaltung auf eine größere Anzahl von Richtungsfolgen die Möglichkeit, die Arbeitsmenge und unter Umständen auch den: Arbeitswinkelbereich zu erweitern.The new control has one thing compared to other controls significant advantage than the postforming accuracy through the choice of the directional sequences can be influenced. This is all the greater, the fewer impulses and the fewer Directional sequences are necessary. This is desirable for finishing. The amount of work but this would be too small for: coarse work. Then the switch fries up a larger number of directional sequences the possibility of the amount of work and under Under certain circumstances, the: to expand the working angle range.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Sensor control, especially with a multi-position contact sensor, to carry out a machining process in a plurality of directional sequences, characterized in that the number of direction sequences is switchable.

2. Sensor control according to claim i, in particular with contactors or relays controlled by the sensor, characterized in that the number of directional sequences can be switched that z. B. maintain work movements by bridging work or break contacts, that occur in one or more of the during the machining process Sensor positions have been switched off, or vice versa.

3. Sensor control according to claim i or 2, identified by a selector switch (or several) for setting the number of directional sequences to be used in each case.