DE936827C

DE936827C - Photoelectric device for monitoring the diameter of workpieces when processing on machine tools, in particular for monitoring the processing of perforated stones

Info

Publication number: DE936827C
Application number: DEL3482A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Blum
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-08-31
Filing date: 1950-08-31
Publication date: 1955-12-22

Description

Photoelektrische Einrichtung zur Uberwachung des Durchmessers von Werkstücken bei der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen, insbesondere zur Uberwachung der Bearbeitung von Lochsteinen Die Erfindung bezieht sich auf eine photoelektrische Überwachungseinrichtung, durch die bei der Bearbeitung von auf einen bestimmten Durchmesser zu schleifenden oder zu drehenden Werkstücken ein Signal gegeben oder die Werkzeugmaschine abgeschaltet wird, wenn der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Insbesondere bezweckt die Erfindung, die Bearbeitung von solchen Werkstücken zu überwachen, die während ihrer Bearbeitung ins Schwingen geraten können, beispielsweise lange dünne Wellen. Besonders geeignet ist die Erfindung für die Überwachung der Bearbeitung von Lochsteinen, z. B. synthetischen Edelsteinen, die zum Abschleifen auf ein genaues Endmaß auf einen Draht aufgereiht werden, der in einem hin und her bewegten Bogen eingespannt ist und die aufgereihten Lochsteine an Schleifscheiben entlang bewegt.Photoelectric device for monitoring the diameter of Workpieces when processing on machine tools, in particular for monitoring the processing of perforated stones The invention relates to a photoelectric Monitoring device through which the processing of a specific Diameter to be ground or to be turned workpieces given a signal or the machine tool is switched off when the desired diameter is reached is. In particular, the invention aims to machine such workpieces to monitor that can vibrate during their processing, for example long thin waves. The invention is particularly suitable for monitoring the Processing of perforated stones, e.g. B. synthetic gemstones that need to be grinded to be strung to an exact gauge block on a wire that goes back and forth in a moving sheet is clamped and the lined up perforated stones on grinding wheels moved along.

Die Erfindung besteht darin, daß von einer Lichtquelle über an sich bekannte optische Mittel ein Schattenbild des Werkstücks vergrößert in eine Ebene projiziert wird und in dieser Ebene am oberen und unteren Schattenrand je eine Photozelle mit je einer Blende derart angebracht ist, daß eine Teilfläche jeder Blendenöffnung beschattet und die übrige Teilfläche belichtet wird und daß die beiden Photozellen elektrisch parallel geschaltet sind. Bei Schwingungen des Werkstücks wird hierbei die eine Photozelle um denselben Betrag mehr belichtet, wie die andere beschattet wird, so daß die Summe der auf die beiden parallel geschalteten Photozellen fallenden Lichtmengen gleich groß bleibt; nur bei Abnahme des Werkstückdurchmessers auf das gewünschte Maß ruft die Summe der Belichtung beider Photozellen einen zur Betätigung des Relais ausreichenden Photozellenstrom hervor. The invention consists in that of a light source about itself known optical means a shadow image of the workpiece enlarged in a plane is projected and in this level at the upper and lower edge of the shadow each a photocell each with a diaphragm is attached in such a way that a partial area of each aperture opening shaded and the rest of the area is exposed and that the two photocells are electrically connected in parallel. When the workpiece vibrates, which exposes one photocell by the same amount as the other shadows so that the sum of the two photocells connected in parallel The same amount of light remain; only when the workpiece diameter is reduced the sum of the exposure of both photocells calls you to the desired level Actuation of the relay produces sufficient photocell current.

Es ist zwar bekannt, von Gegenständen, deren Abmessungen photoelektrisch überprüft werden soll, ein Schattenbild in eine Ebene zu projizieren und unterhalb und oberhalb des Schattenbildes Photozellen anzubringen. Aber diese Photozellen wirken nicht in der erfindungsgemäßen Weise zusammen, sondern sie dienen nur dazu, Unrundheiten oder Meßabweichungen der Werkstücke zu messen, während diese in Ruhe sind oder auf einer ruhenden Meßunterlage gedreht werden. Although it is known of objects whose dimensions are photoelectrically should be checked to project a silhouette in a plane and below and to attach photocells above the silhouette. But these photocells do not work together in the manner according to the invention, they only serve to Measure out-of-roundness or measurement deviations of the workpieces while they are at rest or rotated on a stationary measuring surface.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Lochstein-Schleifmaschine dargestellt. In the drawing, an embodiment of the invention is in use shown on a perforated stone grinder.

Fig. I und 2 zeigen schematisch in Vorder- und Seitenansicht den Aufbau der Lochstein-Schleifmaschine; Fig. 3 zeigt im Prinzip die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung; Fig. 4 und 5 zeigen in Vorder- und Seitenansicht die Anordnung der Blenden und Photozellen; Fig. 6 stellt ein Schaltungsbeispiel dar. Fig. I and 2 show schematically in front and side views Structure of the perforated stone grinding machine; 3 shows the monitoring device in principle according to the invention; 4 and 5 show the arrangement in front and side views the shutters and photocells; Fig. 6 shows a circuit example.

Nach Fig. I und 2 sind die Lochsteine W, z. B. synthetische Edelsteine, die beispielsweise von go bis 100 mm Außendurchmesser auf einen Außendurchmesser von 70 bis 100 mm abgeschliffen werden sollen, auf einem DrahtD aufgereiht, der in einem sich hin und her bewegenden Bogen E eingespannt ist und die Lochsteine an den Schleifscheiben S1 und S2 entlang bewegt. According to Fig. I and 2, the perforated stones W, z. B. synthetic gemstones, for example, from go to 100 mm outside diameter to an outside diameter 70 to 100 mm are to be abraded, strung on a wire D that is clamped in a back and forth moving arch E and the perforated stones moved along the grinding wheels S1 and S2.

Nach Fig. 3 wird mittels einer Lichtquelle L über eine Sammellinse 0 und Blende B ein vergrößertes Schattenbild der Steine W auf die Ebene F projiziert. Zweckmäßig wird die Lichtquelle mit Wechselstrom betrieben, um den Einfluß des Tageslichtes auszuschalten. Sollte dabei die 5o-Hz-Beleuchtung des Werkraumes stören, so kann man in bekannter Weise durch ein Farbfilter oder ein Wechsellicht anderer Frequenz diesen Einfluß ausschalten. Das Schattenbild der Steine wird am oberen und am unteren Rand von je einer Photozelle F1 bzw. F2 abgetastet, wobei vor jeder Photozelle eine Blende Bt bzw. B2 derart angebracht ist, daß der Schattenrand auf die Mitte der Blendenöffnungen fällt. Die vom Schatten nicht bedeckten Flächen der Blendenöffnungen lassen nun je eine Lichtmenge der Lichtquelle 'L auf die dahinterliegende Photozelle F1 bzw. F2 fallen. According to Fig. 3, by means of a light source L via a converging lens 0 and aperture B project an enlarged silhouette of the stones W onto the plane F. The light source is expediently operated with alternating current in order to reduce the influence of daylight turn off. If the 5o Hz lighting in the workroom interferes, so can one in a known way through a color filter or an alternating light of a different frequency turn off this influence. The silhouette of the stones is at the top and at the bottom Edge scanned by one photocell F1 or F2, with one in front of each photocell Aperture Bt or B2 is attached so that the shadow edge on the center of the Apertures falls. The areas of the aperture not covered by the shadow now each let a quantity of light from the light source 'L onto the photocell behind it F1 and F2 fall.

Wie weiter unten näher beschrieben wird, sind die beiden Photozellen elektrisch parallel geschaltet, und die Summe der beiden Lichtströme und damit die Summe der Lichtmengen, die auf die beiden Photozellen fallen, dient als Maß für den zu überwachenden Durchmesser der Steine. An der Summe der auf die beiden Photozellen F1 und F.2 fallenden Lichtmengen ändert sich nichts, wenn der Draht D mit den Steinen bei der Bearbeitung parallel zur Projektionsebene in Schwingung gerät, denn im selben Ausmaß, wie hierbei die eine Photozelle vom Schattenbild der Steine mehr abgedeckt wird, wird die andere dem Licht mehr ausgesetzt. As described in more detail below, the two are photocells electrically connected in parallel, and the sum of the two luminous fluxes and thus the The sum of the amount of light that falls on the two photocells is used as a measure for the diameter of the stones to be monitored. At the sum of the two photocells F1 and F.2 falling amounts of light does not change anything when the wire D is with the stones vibrates parallel to the projection plane during processing, because in the same The extent to which the one photocell is more covered by the silhouette of the stones the other is more exposed to light.

Schwingungen senkrecht zur Projektionsebene können infolge der Abstützung der aufgereihten Steine durch die beiden Schleifscheiben nicht auftreten. Die Summe der Lichtmengen hat einen ganz bestimmten Wert, wenn die Steine auf den Solldurchmesser abgeschliffen sind, und dieser Wert wird als Kriterium benutzt, um ein Relais zum Ansprechen zu bringen, das ein Signal einschaltet oder die Abschaltung der Schleifmaschine herbeiführt.Oscillations perpendicular to the projection plane can result from the support of the lined-up stones do not occur due to the two grinding wheels. The sum the amount of light has a very specific value when the stones are at the nominal diameter are ground off, and this value is used as a criterion for a relay to Bringing a response that switches on a signal or switches off the grinding machine brings about.

Von der Lichtquelle L wird durch eine Blende B3 eine dritte Photozelle F8 belichtet, die dazu dient, den Einfluß von Schwankungen der Intensität der Lichtquelle L auszuschalten. A third photocell is provided by the light source L through a diaphragm B3 F8 exposed, which serves to counteract the influence of fluctuations in the intensity of the light source L off.

Bei dem Schaltungsbeispiel nach Fig. 6 liegen die beiden Photozellen F1 und F2 parallel im Gitterkreis eines Verstärkers Vl, und die Photozelle F3 liegt im Gitterkreis eines zweiten Verstärkers V2. In the circuit example according to FIG. 6, the two photocells are located F1 and F2 parallel in the grid circle of an amplifier Vl, and the photocell F3 is located in the grid circle of a second amplifier V2.

Die Anodenkreise dieser beiden Verstärker liegen mit den Widerständen W1 und W2 in einer Brückenschaltung. Bei einer Anderung, beispielsweise einer Erhöhung der Lichtintensität der Lichtquelle L wird von den beiden Photozellen F1 und F2 an der linken Klemme der Brückendiagonale eine gleich große Potentialerhöhung durchgeführt wie von der Photozelle F3 an der anderen Klemme der Brückendiagonale, so daß der Spannungsabfall zwischen den beiden Diagonalpunkten der gleiche bleibt.The anode circuits of these two amplifiers are connected to the resistors W1 and W2 in a bridge circuit. In the event of a change, for example an increase the light intensity of the light source L is from the two photocells F1 and F2 an equal increase in potential was carried out at the left terminal of the bridge diagonal as from the photocell F3 at the other terminal of the bridge diagonal, so that the The voltage drop between the two diagonal points remains the same.

Wird dagegen die Summe der Lichtmengen, welche auf die beiden Photozellen F1 und F2 fällt, durch Verkleinerung des Durchmessers der Steine größer, so wird das Gleichgewicht der Brücke gestört, und bei Erreichen des Solldurchmessers fließt in der Brückendiagonale ein Strom, der gegebenenfalls nach Verstärkung durch die Verstärkerröhre V3 ausreicht, um das Gasentladungsgefäß R zum Zünden und das in seinem Anodenkreis liegende Relais A zum Ansprechen zu bringen. Das Relais A führt dann durch Öffnen eines Ruhekontaktes a die Abschaltung der Schleifmaschine oder die Auslösung eines Signals herbei.On the other hand, it is the sum of the amounts of light that hit the two photocells F1 and F2 fall, by reducing the diameter of the stones larger, so becomes the balance of the bridge is disturbed, and flows when the target diameter is reached in the bridge diagonal a current, which may be amplified by the Amplifier tube V3 is sufficient to ignite the gas discharge vessel R and the in relay A located on its anode circuit to respond. The relay A leads then by opening a normally closed contact a, the grinding machine is switched off or the triggering of a signal.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Photoelectric device for monitoring the diameter of workpieces when they are processed on machine tools, in particular for monitoring the processing of perforated stones, being from a light source via optical means known per se for enlarged projection of a silhouette of the Workpiece is projected in a plane in which the upper and lower shadow edge a photocell is attached, each with a diaphragm, characterized in that a partial area of each aperture is shaded and the remaining partial area is exposed and that the two photocells are electrically connected in parallel.

2. Device according to claim I, characterized in that the two photocells (F1, F2) connected in parallel to compensate for fluctuations in light intensity the light source (L) in bridge circuit with a third Photocell (F; are switched by an amount of light that is independent of the workpiece diameter the light source (L) is applied.

3. Device according to claim I and 2, characterized in that the two parallel connected photocells (Fe, F; in the grid circle of an amplifier tube (V1) whose output circuit is in a bridge circuit with the output circuit a second amplifier tube (V), in whose grid circle the third photocell (F3) is switched.

Cited publications: German Patent No. 707 825; french U.S. Patent No. 870,905; U.S. Patent No. 2,415,178.