NL8220269A - Werkwijze en inrichting voor het nauwkeurig instellen van gereedschapsmachines. - Google Patents

Description

ι f, r.; r- fi C) λ (T'>

ii' ' C. v : l-J O

- l -

Werkwijze en inrichting voor het nauwkeurig instellen van gereedschapsmachines.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het nauwkeurig instellen van gereedschapsmachines met behulp van een tastkop, die voor het aftasten tegen een referentievlak of kant van het te bewerken werkstuk 5 wordt gedreven, alsook een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

Voor het nauwkeurig instellen van gereedschapsmachines met het doel het centrum van een gereédschaps-machinespil boven het te bewerken werkstuk nauwkeurig 10 te bepalen, is het algemeen bekend om gebruik te maken van mechanisch of elektromechanisch werkende aftast-inrichtingen, die veelal ook als middelpuntopnemer of kantentaster worden aangeduid. Zo is er bijvoorbeeld een inrichting, die is uitgerust met een optische aanwijs-15 inrichting, die evenwel slechts op het moment van het aanraakcontact met een te bewerken vlak oplight.Een dergelijke inrichting is uitgerust met een zich aan het onderste einde bevindende aftastbol, die bij het afdalen en in contact komen met het vlak het signaal vrijgeeft.

20 In de handel verkrijgbare kantentasters bereiken bij het aandrijven, dat wil zeggen het positiezoeken van referentievlakken of -kanten een nauwkeurigheid van ongeveer 0,01 mm. Hierbij wordt door een lichte vingerdruk het onderste deel van de taster eerst op de loopas 25 van de draaiende werkspil gedrukt. Door langzaam aanstellen aan het af te tasten vlak wordt de oscillerende beweging steeds kleiner. Bij het bereiken van coaxialiteit tussen het boven- en benedendeel wijkt het benedendeel langs het werkstukvlak uit. De positie van het afgetaste vlak 30 ten opzichte van de as van de werkspil correspondeert dan met de diameter van de tastkop met de voorgenoemde nauwkeurigheidstolerantie.

Aan de uitvinding ligt nu de opgave ten grond-j slag een nieuwe instelwerkwijze voor het nauwkeurig 35 instellen van gereedschapsmachines en een inrichting voor 8220269 - 2 - het uitvoeren van deze werkwijze te verschaffen, waarmee een in wezen hogere nauwkeurigheid van de instelling bij een zo klein mogelijke tijdsduur kan worden verkregen.

De oplossing volgens de uitvinding heeft het 5 kenmerk, dat bij een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort de tastkop langzaam naar het af te tasten vlak of kant toegesteld wordt zo ver, totdat het contact van de draaiende tastkop met het vlak of de af te tasten kant correspondeert met een draaihoek van de tastkop, 10 die groter is dan 180°, evenwel kleiner dan 300°, 180° <a< 300°, wanneer α de contacthoek is, dat wil zeggen de hoek, die correspondeert met het contactbereik op de omtrek van de tastkop. Op de meest voordeligen, dat wil zeggen nauwkeurigste wijze is het centrum van de 15 gereedschapsmachinespil gericht, wanneer de contacthoek 210° bedraagt.

v

Voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding is het best een tastinrichting geschikt, die bestaat uit een huis met een daaraan aangebrachte elektri-20 sche spanningsbron en een schakelinrichting voor optische aanwijselementen, waarbij het huis doorlopen wordt door een met êén pool van de spanningsbron verbonden holle as, en deze holle as aan zijn naar de machine toegekeerde einde voorzien is van een nauwkeurig geslepen opneent-25 gebied, terwijl de holle as aan zijn vrije einde een elektrisch geïsoleerde en met de ingang van de eerste versterker verbonden tastkop draagt. Als optische aanwijselementen zijn geschikt lichtdioden, die aan de buitenzijde van het huis naast elkaar kunnen zijn aan-30 gebracht.

De schakelinrichting omvat bij voorkeur vier tot een geïntegreerde schakelkring voor dezelfde bedrijfsspanning samengevatte, als comparatoren geschakelde versterkers met aan de negatieve ingangen aan-35 gelegde, verschillend gedefinieerde referentiespanningen, van welke versterkers de positieve ingangen in afhankelijkheid van de contactduur van de tastkop met het werkstuk opgewekte gelijkspanningspulsen bekrachtigd wordt, waarbij de uitgangen van twee versterkers elk 40 met een lichtdiode en de uitgang van één versterker met 8220269 - 3 - een op zichzelf bekende multivibratorschakeling verbonden is, waarbij de dioden via een transistorverbinding door de multivibratorschakeling tijdelijk kunnen worden uitgeschakeld in afhankelijkheid van de grootte van de 5 gelijkspanningspulsen.

Verdere voor de uitvinding voordelige kenmerken worden aangetroffen in de volgconclusies.

De uitvinding maakt nuttig gebruik van het feit, dat elke machinespil binnen kleine toleranties 10 afwijkt van de theoretische nauwkeurige stand, bijvoorbeeld van de vertikale stand. Bij contact van een draaiende spil met een referentiekant of -vlak wordt eerst een zeer klein sleepcontact verkregen, dat correspondeert met een zeer kleine draaiboek. Bij een verder aanstellen 15 van het werkstuk naar de machinespil wordt de draaihoek waarbinnen het sleepcontact optreedt, langzamerhand groter. Zodra de halve omtrek van de machinespil, resp. een coaxiale tastkop in contact is met het werkstuk, geldt de nauwkeurige stand van de spil als te zijn bereikt.

20 Uit veiligheidsgronden wordt evenwel nog 30 hoekgraden toegegeven, zodat bij een sleepcontact corresponderende met een draaihoek van 210° de machine geldt als het best te zijn ingesteld. Met de tastkop wordt het referentievlak of -kant allereerst zover aangezet, totdat een contact 25 corresponderende met een draaihoek van circa 130° is bereikt. Dan begint één van de diodes op te lichten.

Bij een verder aanzetten wordt de tweede lichtdiode ingeschakeld. Op dit moment is een contact corresponderende met een draaihoek van 210° bereikt. Indien op onvoorzich-30 tige wijze een nog verdere nadere stelling zou zijn uitgevoerd, die correspondeert met een contact volgens een hoek van 300°, beginnen de beide dioden ritmisch te flikkeren. Dit is dan het teken, dat het werkstuk te dicht op de spil werd aangezet, en het gevaar bestaat, 35 dat een ontoelaatbare spanning op de spil respectievelijk op het in te zetten gereedschap wordt uitgeoefend. In dit geval moet het instellen nog een keer worden herhaald. De op deze wijze bereikbare nauwkeurigheid correspondeert met een tolerantie van + 0,002 mm, dat wil zeggen de 40 tot toe bereikbare resultaten worden met een faktor 5 8220268 - 4 - verbeterd. Een verder voordeel is daarin gelegen, dat de instelnauwkeurigheid ook bij geringe spilslag van de gereedschapsmachine binnen de bovenaangegeven tolerahties mogelijk is. De reciprociteitsnauwkeurigheid is door 5 de beide lichtdioden onder uitsluiting van de menselijke reactietijd absoluut gedefinieerd. Het verschil in ontsteektijd van de achtereenvolgens ontstekende lichtdioden definieert de instelnauwkeurigheid.

In de tekening is een uitvoeringsvoorbeeld van 10 de uitvinding schematisch weergegeven en zal in het navolgende worden toegelicht. Hierbij tonen: fig. 1 de kantentastinrichting in perspectivische weergave, en fig. 2 de in het huis van de kantentastinrichting 15 ingebrachte elektronische schakeling.

Een holle as 1 met een nauwkeurig geslepen opneemgebied la voor het inklemmen in een machine is aan zijn ondereinde uitgerust met een tastkop 2 voor het aanzetten aan lichaamskanten en referentievlakken. De 20 tastkop 2 is elektrisch ten opzichte van de as 1 geïsoleerd en bestaat uit een schoudervormige rol 2a en een stiftvormige voortzetten 2b voor het aftasten in openingen.

De as 1 gaat door een huis 3 uit kunststof, 25 waarin batterijen zijn aangebracht. De bovenste voorzijde van het huis 3 vertoont de beide lichtdioden 4 en 5.

Het bodemdeel 6 uit kunststof is voor het wisselen van batterijen afschroefbaar uitgevoerd. Met 7 is de schakelaar voor het in^ en uitschakelen van de inrichting aangegeven.

30 Met de tastkop 2 wordt het werkstuk 8 (fig. 2) aangezet, nadat tevoren via de schakelaar SI met twee schakelbruggen de inrichting werd ingeschakeld, dat wil zeggen een bedrijfsspanning van de batterijcellen 9 werd aangelegd. Via de machinevoeding bereikt een 35 positieve spanning het werkstuk.

De versterkers VI tot V4 zijn samengevat tot een geïntegreerde schakeling, zij krijgen dezelfde bedrijfsspanning. De samenvatting is door de omranding in gebroken lijnen aangegeven.

40 De versterkers V1-V4 zijn uitgevoerd als 8 2 2 0 2 6 9 - 5 - comparatoren. Zij reageren op gedefinieerde referentie-spanningen, dat wil zeggen na het overschrijden van de heersende referentiespanning wordt een versterker omgeschakeld.

5 Indien de draaiende tastkop 2 in contact komt met het werkstuk 8, krijgt allereerst de versterker VI spanningspulsen. Deze pulsen worden over de heersende pulsbreedten volledig versterkt en wel over de bedrijfs-spanning, die opgebroken wordt en toegevoerd aan de 10 condensator Cl. Hier wordt al naar gélang de pulsbreedte een hoge of lage gelijkspanning opgewekt, die aangelegd wordt aan de positieve ingangen van de versterkers V2, V3 en V4. De negatieve ingangen van deze versterkers zijn aangelegd aan de gedefinieerde referentiespanningen 15 in overeenstemming met de verschillende spanningsafvallen. Indien de spanning van de heersende positieve ingang het aandeel van de negatieve ingang, dat wil zeggen de heersende referentiespanning overschrijdt, wordt de als comparator geschakelde versterker omgeschakeld.

20 Allereerst spreekt de versterker V2 aan, waarna de versterker V3 volgt, aangezien de referentiespanning daarvan hoger is. Bij verdere verhoging van de positieve ingangsspanning door verdere oplading van de condensator Cl volgt dan ten slotte de versterker V4. De versterkers 25 geven de bedrijfsspanning in de hiervoor genoemde reeks verder aan de transistoren Tl resp. T2 en aan een multi-vibratorschakeling.

De versterker V2 schakelt bij een tastkopcontact in overeenstemming met een draaihoek van ongeveer 130°.

30 Op dit moment ontsteekt de groene lichtdiode 4. Bij een toenemend tastkopcontact, en wel na overschrijden van een contactdraaihoek van 210°, wordt de positieve ingang van de versterker V3 zo hoog, dat de referentiespanning wordt overschreden en de lichtdiode 5 (rood) 35 ontsteekt. Bij een contacthoek van ongeveer 300° schakelt de versterker V4 de multivibrator 10 in, die er voor zorgt, dat de dioden 4 en 5 in bepaald ritme via de transistoren T3 en T4 worden uitgeschakeld, en daardoor flikkersignalen opwekken.

40 In afhankelijkheid van de duur van het contact 8220269 - 6 - wordt derhalve de condensator Cl meer of minder opgeladen, zodat de positieve ingangen voor de versterkers V2, V3 en V4 meer of minder hoog zijn en corresponderend de referentiespanning overschrijden.

5 Wezenlijk is bij de onderhavige uitvinding, dat de door toleranties bepaalde afwijkingen van de tastkop, bijvoorbeeld ten opzichte van de vertikaal, impulsachtige contacten bij het aanzetten op een werkstukkant of een referentievlak opwekken. Deze afwijkingen worden derhalve 10 voor de contactaanwijzingen benut. Al naar de afwijkingen kleiner zijn ten opzichte van de theoretisch nauwkeurige stand, wordt het tijdsverschil tussen het opeenvolgend inschakelen van de lichtdioden en de overgang naar het flikkerritme des te kleiner. Er kan dus onafhankelijk 15 van de graad der afwijkingen van de gewenste theoretische nauwkeurige stand elke machinespil met behulp van de inrichting volgens de uitvinding worden gericht. Bij een gereedschapsmachine met een afwijking nul ten opzichte van de gewenste richting zou het tijdsverschil tussen het 20 op elkaar volgend inschakelen van de lichtdioden en de overgang op het flikkerritme naar nul gaan. Op deze wijze kunnen ook uiterst kleine afwijkingen van een machinespil ten opzichte van de absoluut nauwkeurige stand door het onderwerp van de uitvinding worden bepaald.

- conclusies - 8220269

Claims (9)

1. Werkwijze voor het nauwkeurig instellen van werktuigmachines met behulp van een tastkop, die voor het aftasten van een referentievlak of -kant van het te bewerken werkstuk wordt gevoerd, met het ken-5 merk, dat de tastkop (2) langzaam zo ver op het af te tasten vlak of kant (8) wordt aangesteld, dat het contact van de draaiende tastkop met het vlak of de kant correspondeert met een tastkopdraaihoek (a), die over een voorvastgestelde veiligheidswaarde groter is dan 180°, 10 maar kleiner dan 300°, 180° <oi< 300°.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de draaihoek bij een contact 210° bedraagt.

3. Kantentastinrichting voor uitvoering van de 15 werkwijze volgens conclusies 1 en/of 2, m e t het kenmerk, dat een huis (3) met een elektrische spanningsbron (9) en een schakelinrichting voor optische aanwijselementen is uitgerust en door het huis een met ëên pool van de spanningsbron verbonden holle as 20 (1) is doorgevoerd, waarbij de holle as aan zijn naar de machine toegekeerde einde voorzien is van een nauwkeurig geslepen opneemgebied (la) en aan zijn vrije einde een elektrisch geïsoleerde en met de ingang van de eerste versterker verbonden tastkop (2) draagt.

4. Kantentastinrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de tastkop (2) een schoudervormig versmald deel (2b) voor het aftasten in openingen vertoont.

5. Kantentastinrichting volgens de conclusies 3 30 en/of 4, met het kenmerk, dat als optische aanwijselementen twee lichtdioden (4,5) zijn ingezet.

6. Kantentastinrichting volgens één of meer der conclusies 3-5,met het kenmerk, dat de 8220269 - 8 - schakelinrichting (4) tot een geïntegreerde schakeling voor dezelfde bedrijfsspanning samengevoegde, als comparatoren geschakelde versterkers (VI-V4) met aan hun negatieve ingangen aanliggende, verschillend gedefinieerde 5 referentiespanningen vertoont, waarvan de positieve ingangen worden bekrachtigd met in afhankelijkheid van de contactduur van de tastkop (2) met het werkstuk (8) opgewekte gelijkspanningspulsen, waarbij de uitgangen van twee versterkers (V2,V3) met elk een lichtdiode en 10 de uitgang van een verdere versterker (V4) met een op zichzelf bekende multivibratorschakeling (10) verbonden zijn, waarbij de dioden (4,5) via een transistorverbinding (T3,T4) met de vibratorschakeling (10) in afhankelijkheid van de grootte van de gelijkspanningspuls door deze 15 tijdelijk kunnen worden uitgeschakeld.

7. Kantentastinrichting volgens één of meer der conclusies 3-6,met het kenmerk, dat één van de versterkers (VI) direkt met de pulsen van de tastkop (2) kan worden bekrachtigd, deze versterkt, en 20 toevoert aan een condensator (Cl).

8. Kantentastinrichting volgens·één of meer der conclusies 3-7, met het kenmerk, dat de door de condensator (Cl) opgewekte gelijkspanning is aangelegd aan de positiéve ingangen van de met de 25 lichtdioden (4,5) en de multivibratorschakeling (10) verbonden versterkers.

9. Kantentastinrichting volgens één of meer der conclusies 3-8, met het kenmerk, dat de gedefinieerde referentiespanningen corresponderen 30 met verschillende spanningsafvallen van de bedrijfs-spanning. 8220269 UITTREKSEL Voor het nauwkeurig instellen yan gereedschapsmachines worden mechanisch en elektromechanisch werkende aftastinrichtingen gebruikt, bijvoorbeeld optische aftastinrichtingen, die op het moment van het aanrakings-5 contact met een te bewerken vlak oplichten. De nauwkeurigheid van het richten met behulp van deze apparaten voldoet evenwel in veel gevallen niet aan de vereiste instelnauwkeurigheid. Met de uitvinding wordt een werkwijze verschaft, waarmee een tastkop langzaam op het af te 10 tasten vlak of de kant zover wordt aangesteld, totdat het contact van de draaiende tastkop met het vlak of de kant correspondeert met een tastkopdraaihoek (a), die een voorvastgestelde veiligheidswaarde groter is dan 180°, maar kleiner dan 300°. De inrichting hiervoor 15 bestaat uit een huis met een elektrische spanningsbron en een schakelinrichting voor optische aanwijselementen, waarbij door het huis een met een pool van de spanningsbron verbonden holle as loopt. Deze holle as is aan zijn naar de machine toegekeerde einden voorzien met een 20 nauwkeurig geslepen opneemgebied en draagt aan zijn vrije einde een elektrisch geïsoleerde en met de ingang van een versterker verbonden tastkop. 8220269