WO1992021470A1 - Überwachungseinrichtung - Google Patents

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WO1992021470A1
WO1992021470A1 PCT/EP1992/001127 EP9201127W WO9221470A1 WO 1992021470 A1 WO1992021470 A1 WO 1992021470A1 EP 9201127 W EP9201127 W EP 9201127W WO 9221470 A1 WO9221470 A1 WO 9221470A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
monitoring device
path
drive
web
movement
Prior art date
Application number
PCT/EP1992/001127
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Ludwig
Original Assignee
Rainer Ludwig
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rainer Ludwig filed Critical Rainer Ludwig
Publication of WO1992021470A1 publication Critical patent/WO1992021470A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B49/00—Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • B23B49/001—Devices for detecting or indicating failure of drills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool

Definitions

  • the invention relates to a monitoring device for checking the presence of a part in a predetermined position, comprising a sensing element which can be moved along a path running through the predetermined position to perform a sensing operation and which, starting from a path beginning, performs a path movement which at The presence of the part in the predetermined position is ended by striking the feeler element against it, or takes place in the absence of the part up to a web end, a drive for moving the feeler element along the web, a drive associated with the end of the web and operable when the feeler element arrives there Switching element and a control, which executes a test routine when the keying process is carried out, which in turn checks after a time period which is greater than the time period required for the web movement from the start of the web to the end of the web, whether an actuation of the Schrucments took place.
  • monitoring devices are used in particular as monitoring devices for tools in machine tools.
  • the drive with the feeler element are preferably arranged in a work area of the machine tool and the control is separate from the latter, the control being connected to the machine control and the latter initiating the test routine and querying the result thereof.
  • Such a monitoring device is known from German patent 31 38 603.
  • the disadvantage of this monitoring device can be seen in the fact that it is only suitable for carrying out a single scanning process with a path movement in only one direction, so that differently designed monitoring devices are necessary for different scanning processes.
  • the invention is therefore based on the object of improving a monitoring device of the generic type in such a way that it can be used more flexibly.
  • a monitoring device of the type described in the introduction in that a first or a second touch operation along the same path with two mutually opposite directions of the path movement can be carried out with the probe element such that the drive can be controlled by means of the control that with this, either the first or second keying process can be carried out, that a switching element is assigned to the web ends of both web movements, and that the controller controls the Carries out a check routine regardless of the direction of the web movement and in each case checks the switching element assigned to the web end of the web movement carried out for actuation within the time period.
  • the advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that this eliminates the need to produce two types of monitoring devices for the two scanning processes with different directions of the path movement, and thus the solution is more cost-effective and, in addition, the user has the advantage that he is flexible can preselect the desired button action.
  • the control checks both switching elements within the time period, this taking place in particular simultaneously, since the pushbutton element can only carry out one of the two possible pushbutton operations and therefore no error occurs, but the monitoring device according to the invention can also be essential of simpler construction and the query of the respective switching element provided in the test routine of the control system are simplified, so that the choice of the first or second keying process has no effect on the question of which switching element is queried.
  • the monitoring device according to the invention described so far, it would be conceivable to provide two scanning processes with different directions of the path movement, to allow the path movement to take place along different sections of the same path.
  • the feeler element remains between the feeler processes in the starting position, so that the control can always assume at the start of a feeler process that the feeler element is in the starting position and from it in the direction of the web end emotional.
  • the time period is advantageously set such that it is shorter than the time period which the pushbutton element needs to return from this starting position to this starting position .
  • the switching element located at the start of the respective path is actuated, so that when the direction of the web movement is reversed, this starting position is the end of the web and therefore the switching element assigned to this starting position also represents the switching element assigned to the end of the web.
  • stop elements are advantageously provided for limiting the path movement of the feeler element.
  • the drive is expediently controlled in such a way that, in the starting position of the pushbutton element, it holds the stop elements assigned to it abutting one another and thus always ensures that the pushbutton element remains in the starting position.
  • stop elements form the switching elements is particularly advantageous in terms of construction, so that both functions are combined in one element.
  • the swivel nose sits on a motor shaft of the drive, so that the motor of the drive is blocked directly when a stop position is reached.
  • this stop element as a switching element, if the pivoting lug is contacted via a motor housing of the drive, so that a combination of stop action and switching action can be achieved in a simple manner.
  • a particularly advantageous possibility of designing the monitoring device according to the invention is that the control system detects the actuation of both switching elements, it is also advantageous in the context of the solution according to the invention if the parallel circuits which can be switched on by the switching elements are identical are dimensioned. For reasons of the simplicity of the construction of the monitoring device according to the invention, it is additionally advantageous if the same parallel circuit can be switched on by both switching elements, so that a compact and cost-saving solution results.
  • the parallel circuit In the solution according to the invention working with a parallel circuit, it is possible in principle to design the parallel circuit as a short-circuit circuit. However, this has disadvantages when the drive is restarted later. For this reason, it is particularly advantageous if a resistor is arranged in the parallel circuit which can be closed by the respective switching element. According to the invention, this resistance is an ohmic resistance or also a capacitive one. The combination of an ohmic view with a capacitive resistor is particularly advantageous.
  • control is provided with a switch for selecting between the first and the second keying process, so that the direction of the path movement can be preselected with this switch.
  • a structurally particularly simple solution is one in which the control system reverses the polarity of a supply voltage required for the respective scanning process for the drive designed as a DC motor in order to switch between the first and the second scanning process.
  • the feeler element should be designed and on what type of path it should move.
  • a particularly preferred exemplary embodiment which is advantageous in particular because of its constructive simplicity, provides for the feeler element to be a feeler pin which can be pivoted as a path by the drive on a circular path.
  • the stylus is preferably seated on a swivel shaft.
  • the swivel shaft is mounted on a housing of a scanning head which encloses the drive and if a coupling piece is arranged between the drive and the swivel shaft so that both can be held on the housing independently of one another.
  • a particularly advantageous and independently inventive solution provides that the coupling piece is designed as a part which allows the swivel shaft to be inclined or offset parallel to the motor shaft of the drive, since in this case an exact alignment of the swivel shaft and the drive relative to one another can be dispensed with.
  • the pivot shaft is sealed off from the housing with a radial shaft seal.
  • the pivot shaft is sealed off from the housing with two radial shaft seals arranged at a distance from one another. This is particularly important because the monitoring device according to the invention is often used in machine tools and the probe element moves, for example, in a work area for tool monitoring, in which coolants and drilling agents are sprayed in many cases, which in turn when they enter the housing ⁇ would lead to malfunctions, in particular malfunctions of the contact between the swivel nose and the start-up parts.
  • the pivoting lug and the feeler element are electrically insulated from one another, in order to prevent that when a tool is touched by a first feeler element and by a second Probe element an electrical connection between the swivel lugs is made.
  • An advantageous embodiment of the monitoring device provides that it delivers a GOOD signal when the part to be detected is in the predetermined position and, if the part to be monitored is not in the predetermined position, a FAULT Signal delivers.
  • an improved version of the monitoring device according to the invention provides that if the drive does not move after the start of the test routine the probe element reports a FAULT signal.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a first exemplary embodiment of a monitoring device according to the invention
  • FIG. 2 shows a section along line 2-2 through a scanning head of the first exemplary embodiment in the assembled state
  • Fig. 3 is a section along line 3-3 in Fig. 2;
  • FIGS. 1 to 3 shows a schematic circuit diagram of the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3 and
  • Fig. 5 is a partial schematic circuit diagram of a second embodiment.
  • An embodiment of a monitoring device according to the invention shown as a whole in FIG. 1, comprises a control unit 10 and a scanning head 12 arranged separately from the control unit 10, a line 14 leading from the control unit 10 to the scanning head 12.
  • a housing 16 of the scanning head 12 comprises a housing sleeve 18, a front cover 20 for the housing sleeve 18 and a rear Cover 22, both of which can be inserted into the housing sleeve 18.
  • Each of the covers 20 or 22 preferably carries a seal 24 or 26 in order to ensure a liquid-tight seal between the respective cover 20 or 22 and the housing sleeve 18.
  • a drive motor 30 is provided in the interior of the housing 16 and a motor shaft 34 projects beyond the motor housing 32.
  • a sleeve 36 with a swivel nose 38 On the motor shaft 34 there is a sleeve 36 with a swivel nose 38, which in turn can be moved between two stop pins 40 and 42 which serve as a stop for the swivel nose 38.
  • the thrust pins 40 and 42 are seated on an insulated carrier plate 44 on an end face of the motor housing 32 facing the motor shaft 34 and are electrically insulated from the motor housing 32.
  • a connecting line 48 starting from an electrical connection 46 of the drive motor 30 leads to both thrust pins 40 and 42 on the carrier 44 and thus connects them directly to the connection 46.
  • a resistor 84 is connected to a second connection 50 of the drive motor 30 and, on the other hand, is electrically conductive to the motor housing 32 of the drive motor 30 connected.
  • the drive motor 30 is constructed in such a way that the motor housing 32 is electrically conductively connected to the motor shaft 34 and, moreover, the pivoting lug 38 is in electrically conductive connection with the motor shaft 34 via the sleeve 36.
  • both the stop pins 40 and 42 and the pivot lug 38 are designed to be electrically conductive, these form two electrical switching elements, a first switching element formed by the run-up pin 40 and the pivot lug 38 being actuated when the pivot lug 38 bears against the start-up pin 40 , so that in this position of the motor shaft 34 a parallel circuit containing the resistor 84 to the drive motor 30, ie is connected between the connections 46 and 50, while a second switching element, formed by the pivot lug 38 and the thrust pin 42, is actuated when the pivot lug 38 bears against the starting pin 42 and thus also the same parallel circuit to the drive motor 30 between the connections 46 and 50 switches on.
  • a coupling piece 52 is also connected, which establishes a rotationally fixed connection between a pivot shaft 54 and the motor shaft 34, the coupling piece 52 permitting both an inclination of a pivot shaft axis 56 with respect to a motor shaft axis 58 and a parallel offset of the pivot shaft axis 56 to the motor shaft axis 58.
  • the coupling piece 52 comprises, as can be seen from FIGS. 1 to 3, for this purpose a pin 60 penetrating a bore of the sleeve 36, which in turn is held in a plastic ring 62 surrounding the sleeve 36 so that the plastic ring in the longitudinal direction of the Pin 60 is radially displaceable relative to the sleeve 36.
  • a pin 64 oriented perpendicular to the pin 60 is held in the plastic ring 62 and penetrates a bore of the pivot shaft 54, the pivot shaft 54 in turn also engaging in the plastic ring 62 and with respect to the plastic ring 62 in the longitudinal direction of the pin 64 is displaceable.
  • the pivot shaft 54 in turn passes through the front cover 20, a seal between the front cover 20 and the pivot shaft 54 being provided by two radial shaft seals 66 and 68 which are spaced apart in the direction of the pivot shaft axis 56 and between which an intermediate sleeve 70 is arranged in turn serves as a rotary bearing for the pivot shaft 54.
  • a sleeve-shaped needle carrier 74 sits in a rotationally fixed manner, which in turn carries a stylus 76 which extends in the radial direction to the swivel shaft axis 56 and has a sensing area 78.
  • the scanning area 78 can be moved on a dotted track 80, the scanning area 78 of the scanning needle 76 carrying out a track movement starting from a track start 86 to a track end 88.
  • the stylus With a selected path start 86, the stylus is in its starting position 90 shown in dot-dash lines and moves in the course of the path movement along the path 80 to its end position 92 defined by the path end 88, provided that no part to be detected, for example a tool 94, represents an obstacle in the course of the path movement.
  • the starting position of the stylus 76 is determined by the position of the motor shaft 34, in which the pivot lug 38 abuts the thrust pin 40 and thereby closes the parallel circuit with the resistor 84, while the end position 92 of the stylus 76 is determined by the pivot lug 38 being connected to the Start 42 is present and also closes the parallel circuit with the resistor 84.
  • the parallel circuit with the resistor 84 is interrupted, since the pivot lug 38 is not in contact with either of the two stop pins 40 and 42 and thus also closes the parallel circuit with the resistor 84.
  • An electrical control circuit 95 is arranged in the control unit 10 for controlling the drive motor 30 and for specifying the starting position 90, 90 'and the end position 92, 92' of the path movement.
  • control circuit 95 An embodiment of the control circuit 95 is shown in FIG. 4.
  • the drive motor 30 is a direct current motor which is fed by the control circuit 95, with the dashed line in FIG. 4 in addition to that surrounded by the control circuit 95, the direct current motor 30 with the contact pins 40 and 42 serving as contact pins and the pivoting lug 38 and the resistor 84 are also shown.
  • the control circuit 95 with its two output lines 96 and 98 forms a supply circuit for the DC motor 30.
  • a changeover switch 100 is arranged between the two output lines 96 and 98 of the control circuit 95 and the line 14 in the control unit 10, with which the two output lines 96 and 98 either with the connections 46 and 50 or can be connected to the connections 50 or 46.
  • a bridge circuit is provided to feed the output lines 96 and 98, which comprises four transistors 122, 123, 124 and 125.
  • Transistors 122 and 124 are PNP transistors, transistors 123 and 125 are NPN transistors. Output line 96 is connected to collectors 127 and 128 of transistors 122 and 123, output line 98 to collectors 130 and 131 of transistors 124 and 125, respectively.
  • the emitters 132 and 133 of the transistors 122 and 124 are direct, the base terminals 134 and 135 of the Transistors 122 and 124 are connected via base voltage divider resistors 136 and 137 to a point M which, via a series resistor 102, connects to the output of a stabilizing element known per se and therefore only shown schematically in the drawing .
  • DC voltage source 138 is connected to the current limiter.
  • the emitter 139 and 140 of the transistors 123 and 125 are grounded, the base connection 141 of the transistor 123 is connected to a control line 146 via a base resistor 142 and an inverter 143, the base connection 144 of the transistor 125 only via a base resistor 145. Finally, in this bridge circuit, the collectors 127 and 130 of the transistors 122 and 124 are connected to the base connection 135 and 136 of the respective other transistor 124 and 122 via a base resistor 147 and 148, respectively.
  • An interference suppression capacitor 180 is provided between the two output lines 96 and 98, and a parallel circuit 182 also connects the connections 46 and 50.
  • the resistor 84 is smaller than the internal resistance of the stopped DC motor 30.
  • the direct current motor 30 and the parallel circuit 182 with the resistor 184 are located in the scanning head 12 itself, the remaining parts are accommodated in the control circuit 95 remote from the scanning head 12, which only connects to the scanning head via the two-wire feed line 14 12 communicates.
  • the point M is connected via a line 147a to the first input 148a of a first comparator 149, in the same way via a line 150 to the first input 151 of a second comparator 152.
  • a smoothing capacitor 153 is connected to the measuring point M for smoothing the input voltages.
  • filter elements 154 and 155 in the lines 147a and 150, each with a resistor 156 and 157 and an on Grounded capacitor 158 and 159 include.
  • a fixed voltage is applied to the second input 160 of the first comparator 149, which voltage is generated by a voltage divider circuit comprising two resistors 161, 162.
  • a fixed voltage is applied to the second input 163 of the second comparator 152, which voltage is generated by a voltage divider circuit comprising resistors 164 and 165.
  • the fixed voltage is applied to the inverting input, and in the case of the second comparator 152 to the non-inverting one.
  • the output 166 of the first comparator 149 is connected to the clock input of a flip-flop 167, the data preparation input (D input) of which is connected to the control line 146. Its Q output leads to an input of an AND gate 168, the output of which is fed to the clock input of a further flip-flop 169. The Q output of this further flip-flop 169 represents the output line 170 for a GOOD signal. This output line 170 is connected to an input of an OR gate 171, the output of which leads to the reset input R of the flip-flop 167.
  • the output 172 of the second comparator 152 leads to the clock input of a further flip-flop 173, the D input of which is connected to the output of an AND gate 174.
  • One input is connected to the control line 146, the other to the Q output of the flip-flop 69.
  • the Q output of the flip-flop 73 forms the output line 175 for a FAULT signal. This is connected to the other input of the OR gate 171 and to an input of an OR gate 176, the output of which leads to the reset input R of the flip-flop 169.
  • the control line 146 is connected via a differentiating capacitor 177 to the reset input R of the flip-flop 173, a protective diode 178 establishing a connection to ground in order to prevent peak voltages.
  • a resistor 179 is provided in parallel with the protective diode 178.
  • a connecting line branches off from the connecting line between this differentiating element and the reset input R of the flip-flop 173 to the other input of the OR gate 176.
  • the control line 146 is connected via an inverter 185 and a differentiating capacitor 186 to one input of an AND gate 187 with four inputs and the other input of the AND gate 168.
  • the differentiating element is again associated with a protective diode 188 connected to ground on the one hand and a resistor 189 connected in parallel with this protective diode.
  • Another input of the AND gate 187 is connected to an operating voltage source, the other two inputs are connected to the Q outputs of the flip-flops 167 and 173, respectively.
  • the output of the AND gate 187 leads to the clock input of a further flip-flop 190, the D input of which, like the D input of the flip-flop 169, is connected to an operating voltage source.
  • the Q output of the Flip-flop 190 leads to the set input S of the flip-flop 173, the reset input R of the flip-flop 190 is connected to the reset input of the flip-flop 173.
  • a timer 191 is provided, the Q output of which is connected to the control line 46.
  • the time constant of this timer 91 can be set differently by different resistors 192, 193, 194, 195 and 196, respectively.
  • an inverter 199 which is located in the collector line of an NPN transistor 200.
  • the collector of the transistor 200 is connected to an operating voltage source via a resistor 201, the emitter is connected to ground.
  • the base line is connected to an operating voltage source via a resistor 202 and a test switch 203;
  • a resistor 204 and a capacitor 205 connected in parallel thereto connect the base line to ground.
  • the test switch 203 is first closed at the start of a test process. This can be done, for example, by a clock signal from a machine tool, which starts a test process before the next processing step. By closing the test switch 203, the transistor 200 will conduct, so that a positive signal ("high") appears at the output of the inverter 199. For the sake of simplicity, such signals are referred to below as 1, zero signals ("low") as 0.
  • This 1 at the output of the inverter means that the timer 191 is triggered and a 1 appears at its Q output. Via the differentiation capacitor 177, this 1 generates a reset pulse at the reset inputs R of the flip-flops 169 r 173 and 190. In addition, this 1 is present at the D input of the flip-flop 167 and at an input of the AND gate 174 .
  • the bridge circuit assigned to the drive motor 30 is further switched such that the transistor 125 becomes conductive while the transistor 123 is blocked. Due to the conduction of the transistor 125, a low potential is applied to the base 134 of the transistor 122 via the resistor 148, so that this transistor is also switched through, while, conversely, the transistor 124 via the resistor 147 due to the blocking of the transistor 123 is also blocked.
  • the drive motor 30 is in such a way that the stylus 76 is in the starting position 90, the parallel circuit 182 is closed in that the swivel nose 38 bears against the run-up pin 40.
  • the total resistance between the output lines 96 and 98 of the control circuit 94 is essentially determined by the resistance 84, which is lower than the internal resistance of the stationary drive motor 30.
  • the drive motor 30 also runs increasingly faster with increasing rotation of the stylus 76, the internal resistance of the drive motor 30 increases up to the internal resistance corresponding to the full speed of the drive motor, which corresponds to a maximum value of the voltage at point M.
  • This maximum value of the voltage at point M lies above a maximum fixed voltage set at the other input 160 of the comparator 149.
  • a 1 appears at the output of the comparator 149 and is fed to the clock input of the flip-flop 169. This produces a 1 at its Q output, which is now present at an input of the AND gate 168.
  • the voltage present at the inverting input 151 of the second flip-flop 152 is greater in magnitude than the minimum fixed voltage present at the first input 163, so that a 0 appears at the output of the second comparator 152, which corresponds to the clock input of the flip-flop 173 is supplied.
  • There is a 1 at its D input because the one input of the AND gate 174 which is supplied with 1 of the Q output of the timer 191, the other input of the AND gate 174 the Q output of the flip-flop 169 which has been reset by the triggering of the timer 191.
  • a GOOD signal is generated if the parallel circuit 182 remains open, that is if the path movement of the stylus 76 is interrupted by the part 94 to be monitored and the parallel circuit 182 closes Web end 88 is prevented.
  • the 0 present at the Q output of the timing element 191 after the time has elapsed also switches the direction of rotation of the DC motor, since the 0 on the control line 146 connects the transistor 123 through and the transistor 125 is blocked. As a result, transistor 124 is simultaneously turned on and transistor 122 is blocked.
  • the drive motor 32 now runs back into the position corresponding to the starting position of the stylus 76 and remains in this starting position 90 until the keying process begins again by closing the switch 203, which has been opened in the meantime. In the starting position 90, the swivel nose 38 comes to rest against the thrust pin 40 and closes the parallel circuit 182, so that the voltage at point M drops again to its minimum value, essentially determined by the resistor 84.
  • the parallel circuit 182 closes when the path end 88 is reached.
  • the drop in resistance between the output lines 96 and 98 leads to this that the voltage at the measuring point M drops to a value which is below the minimum fixed voltage value at the input 163 of the second comparator 152.
  • the flip-flops 167 and 169 are reset by this signal.
  • the FAULT signal occurs as soon as the parallel circuit 182 is closed, ie before the end of the period determined by the timer 191.
  • a GOOD signal cannot be generated because flip-flop 167 is reset by the FAULT signal and because the voltage at measuring point M falls below the fixed voltage at inverting input 160 of first comparator 149, so that the clock A 0 is present at the input of flip-flop 167.
  • a 1 cannot be supplied to the clock input of the flip-flop 173, so that its Q output also supplies a 1 to the AND gate 187.
  • a 1 appears at the fourth input of the AND gate 187 when the time of the timer 191 has expired and an O occurs at its Q output.
  • a 1 is supplied to the clock input of the flip-flop 190, which leads to the setting of the flip-flop 173, thus leading to the creation of the FAULT signal on the output line 175.
  • a check is thus obtained as to whether the drive motor 30 has started properly at the start of the scanning process.
  • the circuit according to the invention thus initially provides control over whether the stylus 76 is pivoted properly.
  • a GOOD signal is obtained if the parallel circuit 182 is not closed, ie if the stylus 76 is prevented from further pivoting by the part 94 to be monitored.
  • the stylus 76 can pivot further and close the parallel circuit 182, so that a FAULT signal is generated immediately after it has been closed.
  • the resistor 84 was not described in connection with the explanation of FIG. 4. It was assumed that, in the simplest case, this is an ohmic resistance, the value of which is below that of the internal resistance of the blocked drive motor 30, but so high that the drive motor 30 is still at a voltage which is higher than its starting voltage. As shown in FIG. 5, however, it is also possible to connect a capacitor 184 in parallel with the resistor 84, in which case the resistor 84 can have a significantly higher value.
  • the capacitor 184 has the effect that, when the parallel circuit 182 is not closed, it discharges through the resistor 84 and is charged when the parallel circuit 182 is closed, thereby briefly causing a short circuit between the output lines 96 and 98 of the control circuit 95 .
  • This short circuit leads to a very significant drop in the voltage at point M, which has the same effects as described above.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 5 has the advantage that, after the capacitor 184 has been charged, the parallel circuit 182 no longer essentially specifies the resistance between the connecting lines 96 and 98, but this resistance in turn is essentially determined by the internal resistance of the DC motor 30 becomes.
  • the capacitor 184 discharges for a short time, but after that the start of the drive motor 30 is not additionally stressed by the parallel circuit 182 , so that the drive motor 30 starts safely and opens the parallel circuit 182.
  • the second exemplary embodiment of the monitoring device according to the invention which is only shown in part in FIG. 5, is identical to the first exemplary embodiment with regard to its other features, so that reference is made to the description thereof.
  • the actuation of the switching elements 38, 40 or 38, 42 is thus determined by the control circuit 95 closing the parallel circuit 182.
  • the probe needle 76 is returned to the after the first keying operation due to the function of the control circuit 95 described above Return to starting position 90 and stay there until the next touch.
  • the direction of the path movement must be reversed.
  • this can be achieved simply by actuating the switch 100, as a result of which the output line 98 is connected to the connection 46 and the output line 96 is connected to the connection 50.
  • the end position 92 drawn in dashed lines during the first process is now the starting position 90 'and the stylus is at the start of the path 86', which previously represented the end of the path 88.
  • the stylus 76 now moves from its starting position 90 'shown in dashed lines in FIG. 1 in the direction of its end position 92', which is shown in dash-dot lines in FIG. 1 and the starting position 90 during the first keying operation represented in the direction of the web end 88 ', which was the start of the web 86 when the first touch operation.
  • the stylus 76 then returns to the starting position 90 '.
  • the control circuit 95 operates exactly as in the manner described above, since the polarity reversal of the drive motor 30 is not noticeable for the control circuit 95 and, furthermore, it is irrelevant for the control circuit, whether after the end of the keying process the parallel circuit 182 is closed by applying the pivoting lug 38 to the thrust pin 42, which occurs during the first keying operation, or by applying the pivoting lug 38 to the contact pin 40, which occurs during the second keying operation.

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Abstract

Um eine Überwachungseinrichtung zur Überprüfung der Anwesenheit eines Teils in einer vorbestimmten Position, umfassend ein Tastelement, einen Antrieb zum Bewegen des Tastelements längs der Bahn, ein dem Bahnende zugeordnetes und bei Ankunft des Tastelements an demselben betätigbares Schaltelement und eine Steuerung, welche bei Durchführung des Tastvorgangs eine Prüfroutine durchführt, derart zu verbessern, daß diese flexibler einsetzbar ist, wird vorgeschlagen, daß mit dem Tastelement ein erster oder ein zweiter Tastvorgang längs derselben Bahn mit zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen der Bahnbewegung durchführbar ist, daß der Antrieb mittels der Steuerung so ansteuerbar ist, daß mit diesem der erste oder der zweite Tastvorgang durchführbar ist, daß den Bahnenden beider Bahnbewegungen ein Schaltelement zugeordnet ist und daß die Steuerung die Prüfroutine unabhängig von der Richtung der Bahnbewegung durchführt und dabei jeweils das dem Bahnende der durchgeführten Bahnbewegung zugeordnete Schaltelement auf eine Betätigung innerhalb der Zeitspanne überprüft.

Description

Überwachungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung zur Überprüfung der Anwesenheit eines Teils in einer vorbe¬ stimmten Position, umfassend ein Tastelement, welches zur Durchführung eines Tastvorgangs längs einer die vorbe¬ stimmte Position durchlaufenden Bahn bewegbar ist und dabei von einem Bahnanfang ausgehend eine Bahnbewegung durchführt, welche bei Anwesenheit des Teils in der vorbe¬ stimmten Position durch Anschlagen des Tastelements an dieses beendet ist oder bei Abwesenheit des Teils bis zu einem Bahnende erfolgt, einen Antrieb zum Bewegen des Tastelements längs der Bahn, ein dem Bahnende zugeordnetes und bei Ankunft des Tastelements an demselben betätigbares Schaltelement und eine Steuerung, welche bei Durchführung des Tastvorgangs eine Prüfroutine durchführt, die ihrer¬ seits nach einer Zeitspanne, die größer ist als die ür die Bahnbewegung vom Bahnanfang zum Bahnende benötigte Zeitspanne, überprüft, ob während dieser Zeitspanne eine Betätigung des Schaltelements erfolgte. Derartige Überwachungseinrichtungen finden insbesondere als Überwachungseinrichtung für Werkzeuge bei Werkzeug¬ maschinen Verwendung. Vorzugsweise sind bei diesen der Antrieb mit dem Tastelement in einem Arbeitsraum der Werk¬ zeugmaschine angeordnet und die Steuerung getrennt von diesen, wobei die Steuerung mit der Maschinensteuerung verbunden ist und von letzterer die Prüfroutine initiiert und das Ergebnis derselben abgefragt wird.
Eine derartige Überwachungseinrichtung ist aus dem deutschen Patent 31 38 603 bekannt. Der Nachteil dieser Überwachungseinrichtung ist darin zu sehen, daß diese lediglich dazu geeignet ist, einen einzigen Tastvorgang mit einer Bahnbewegung in lediglich einer Richtung durch¬ zuführen, so daß für unterschiedliche Tastvorgänge unter¬ schiedlich aufgebaute Überwachungseinrichtungen erforder¬ lich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Über¬ wachungseinrichtung der gattungsgemäßen Art derart zu ver¬ bessern, daß diese flexibler einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Überwachungseinrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Tastelement ein erster oder ein zweiter Tast¬ vorgang längs derselben Bahn mit zwei zueinander entgegen¬ gesetzten Richtungen der Bahnbewegung durchführbar ist, daß der Antrieb mittels der Steuerung so ansteuerbar ist, daß mit diesem wahlweise der erste oder zweite Tastvorgang durchführbar ist, daß den Bahnenden beider Bahnbewegungen ein Schaltelement zugeordnet ist und daß die Steuerung die Prüfroutine unabhängig von der Richtung der Bahnbewegung durchführt und dabei jeweils das dem Bahnende der durchgeführten Bahnbewegung zugeordnete Schaltelement auf eine Betätigung innerhalb der Zeitspanne überprüft.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß mit dieser die Notwendigkeit entfällt, zwei Arten von Überwachungseinrichtungen für die beiden Tast¬ vorgänge mit unterschiedlichen Richtungen der Bahnbewegung herzustellen und somit die Lösung kostengünstiger ist und außerdem der Anwender den Vorteil hat, daß er flexibel den gewünschten Tastvorgang vorwählen kann.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung wäre es denkbar, mit der Festlegung des Tastvorgangs durch die jeweils andere Ansteuerung des Antriebs gleichzeitig das dem jeweiligen Bahnende der durchgeführten Bahnbewegung zuge¬ ordnete Schaltelement festzulegen und somit sicherzu¬ stellen, daß die Steuerung das richtige Schaltelement abfragt. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Steuerung innerhalb der Zeitspanne beide Schaltelemente überprüft, wobei dies insbesondere gleichzeitig erfolgt, da das Tastelement nur einen der beiden möglichen Tast¬ vorgänge durchführen kann und somit dadurch kein Fehler auftritt, ferner kann damit aber die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung wesentlich einfacher aufgebaut und auch die in der Prüfroutine der Steuerung vorgesehene Abfrage des jeweiligen Schaltelements vereinfacht werden, so daß die Wahl des ersten oder zweiten Tastvorgangs keine Auswirkung auf die Frage, welches Schaltelement abgefragt wird, hat. Im Rahmen der bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung wäre es denkbar, zwei Tastvorgänge mit unterschiedlicher Richtung der Bahnbewegung vorzusehen, die Bahnbewegung längs unter¬ schiedlicher Abschnitte derselben Bahn erfolgen zu lassen.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn bei beiden Tast¬ vorgängen eine Bahnbewegung längs desselben Bahnab- schoitts, allerdings in umgekehrter Richtung, erfolgt.
Konstruktiv besonders einfach und für die vorgesehenen Anwendungen völlig ausreichend ist es, wenn der Bahnanfang der Bahnbewegung des ersten Tastvorgangs das Bahnende der Bahnbewegung des zweiten Tastvorgangs und umgekehrt dar¬ stellt, so daß derselbe Bahnabschnitt entweder in der einen oder anderen Richtung durchlaufen wird und die Bahn¬ bewegung jeweils an demselben Punkten endet.
Im Rahmen der vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Lösungen wäre es denkbar, an den Endpunkten des Bahnab¬ schnitts unterschiedliche Schaltelemente vorzusehen, so daß es für die Steuerung beim Erreichen des Bahnendes erkennbar wäre, ob die Bahnbewegung in der einen oder anderen Richtung erfolgt. Aus Gründen der Einfachheit des Aufbaus der Steuerung ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn die Bahnbewegungen durch zwei identische Schalt¬ elemente festgelegt sind, so daß unabhängig von der Richtung der Bahnbewegungen jeweils ein identisches Schaltelement am Bahnende betätigbar ist. Im Rahmen der bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele wäre es denkbar, den Tastvorgang nach Ablauf der Zeit¬ spanne in der Stellung zu beenden, in welcher das Tast¬ element zu diesem Zeitpunkt steht. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei Vorhandensein des Teils in der vorbe¬ stimmten Position das Tastelement in Anlage an diesem Teil stehenbleibt.
Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn dem Bahnanfang jeder Bahnbewegung eine Ausgangsstellung zuge¬ ordnet ist, in welche das Tastelement nach Durchführung des Tastvorgangs zurückkehrt.
Noch vorteilhafter ist es dabei, wenn das Tastelement zwischen den Tastvorgängen in der Ausgangsstellung ver¬ weilt, so daß seitens der Steuerung beim Beginn eines Tastvorgangs stets davon ausgegangen werden kann, daß das Tastelement in der Ausgangsstellung steht und von dieser sich jeweils in Richtung des Bahnendes bewegt.
Insbesondere bei all den Ausführungsbeispielen, bei welchen das Tastelement nach Durchführung des Tastvorgangs in die Ausgangsstellung zurückkehrt, ist vorteilhafter¬ weise die Zeitspanne so festgelegt, daß sie kleiner ist als der Zeitraum, den das Tastelement benötigt, um von seiner Ausgangsstellung wieder in diese Ausgangsstellung zurückzukehren.
Aus Gründen der Einfachheit der erfindungsgemäßen Kon¬ struktion ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß bei in der Ausgangsstellung stehendem Tastelement das an dem jeweilige Bahnanfang liegende Schaltelement betätigt ist, so daß bei Umkehr der Richtung der Bahnbewegung diese Aus¬ gangsstellung das Bahnende ist und daher auch das dieser Ausgangsstellung zugeordnete Schaltelement das dem Bahn¬ ende zugeordnete Schaltelement darstellt.
Um die Bahnbewegungen in einfacher Weise zu definieren, sind vorteilhafterweise Anschlagelemente für eine Be¬ grenzung der Bahnbewegung des Tastelements vorgesehen.
Zweckmäßigerweise ist dabei der Antrieb so angesteuert, daß er in der Ausgangsstellung des Tastelements die dieser zugeordneten Anschlagelemente aneinander anliegend hält und somit stets dafür sorgt, daß das Tastelement in der Ausgangsstellung verbleibt.
Konstruktiv besonders vorteilhaft ist eine Lösung, bei welcher die Anschlagelemente die Schaltelemente bilden, so daß beide Funktionen in einem Element vereint sind.
Die einfachste Möglichkeit, dies konstruktiv zu lösen, besteht darin, daß beim Anliegen zweier Anschlagelemente aneinander ein elektrischer Kontakt geschlossen wird und somit eine Betätigung des Schaltelements erfolgt.
Konstruktiv besonders vorteilhaft hat sich eine Lösung erwiesen, bei welcher jedes Anschlagelement für das Bahn¬ ende oder den Bahnanfang eine von dem Antrieb bewegte Schwenknase und ein stationäres Anlaufteil aufweist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schwenknase auf einer Motorwelle des Antriebs sitzt, so daß bei Erreichen einer Anschlagstellung direkt der Motor des Antriebs blockiert ist. Darüberhinaus ist es, insbesondere um dieses Anschlag¬ element gleichzeitig als Schaltelement auszubilden, vor¬ teilhaft, wenn die Schwenknase über ein Motorgehäuse des Antriebs kontaktiert ist, so daß in einfacher Weise eine Kombination von Anschlagwirkung und Schaltwirkung erziel- bar ist.
Bei den bislang beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde nicht dargelegt, wie für die Steuerung die Betätigung eines Schaltelements erkennbar sein soll. So ist es bei¬ spielsweise im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung mög¬ lich, daß jedes Schaltelement bei seiner Betätigung ein Schaltsignal abgibt und die Steuerung über eine Leitung dieses Schaltsignal empfängt. Dies hat jedoch den Nach¬ teil, daß insbesondere bei einer Trennung zwischen der Steuerung und dem Antrieb mit dem Tastelement zusätzliche Leitungen erforderlich sind. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn der Antrieb einen elektrischen Antriebsmotor aufweist, dessen Speisestromkreis bei Be¬ tätigung eines der Schaltelemente ein Parallelstromkreis zuschaltbar ist und daß die Steuerung das Zuschalten des Parallelstromkreises in den Speisestromkreis als Be¬ tätigung des Schaltelements erfaßt.
Da, wie bereits eingangs ausgeführt, eine besonders vor¬ teilhafte Möglichkeit der Ausbildung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung darin besteht, daß die Steuerung die Betätigung beider Schaltelemente erfaßt, ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung auch vorteilhaft, wenn die durch die Schaltelemente zuschaltbaren Parallelstrom¬ kreise identisch dimensioniert sind. Aus Gründen der Einfachheit des Aufbaus der erfindungs- gemäßen Überwachungseinrichtung ist es zusätzlich vorteil¬ haft, wenn durch beide Schaltelemente derselbe Parallel- Stromkreis zuschaltbar ist, so daß sich eine kompakte und kostensparende Lösung ergibt,.
Bei der mit einem Parallelstromkreis arbeitenden er¬ findungsgemäßen Lösung ist es prinzipiell möglich, den Parallelstromkreis als Kurzschlußstromkreis auszubilden. Dies hat jedoch Nachteile beim späteren Wiederanlaufen des Antriebs. Aus diesem Grund ist es besonders vorteilhaft, wenn in dem von dem jeweiligen Schaltelement schließbaren Parallelstromkreis ein Widerstand angeordnet ist. Dieser Widerstand ist erfindungsgemäß ein Ohm'scher Widerstand oder auch ein kapazitiver. Besonders vorteilhaft ist die Kombination eines Ohm'sehen mit einem kapazitiven Wider¬ stand.
Hinsichtlich der Ausbildung der Steuerung wurden bislang bei der Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausführungsbei- spiele keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein be¬ sonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Steuerung mit einem Schalter zur Wahl zwischen dem ersten und dem zweiten Tastvorgang versehen ist, so daß mit diesem Schalter die Richtung der Bahnbewegung vorwählbar ist.
Konstruktiv besonders einfach ist eine Lösung, bei welcher die Steuerung zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Tastvorgang eine für den jeweiligen Tastvorgang erforderliche Speisespannung für den als Gleichstrommotor ausgebildeten Antrieb umpolt. Im Rahmen der bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele wurde noch nichts darüber ausgesagt, wie das Tastelement ausgebildet sein soll und auf welcher Art der Bahn sich dieses bewegen soll. So sieht ein besonders bevorzugtes, insbesondere aufgrund seiner,konstruktiven Einfachheit vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß das Tastelement eine durch den Antrieb auf einer Kreisbahn als Bahn ver¬ schwenkbare Tastnadel ist.
Vorzugsweise sitzt dabei die Tastnadel auf einer Schwenk¬ welle.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Schwenkwelle an einem den Antrieb einschließenden Gehäuse eines Abtastkopfes gelagert ist und wenn zwischen dem Antrieb und der Schwenkwelle ein Kupplungsstück angeordnet ist, so daß beide unabhängig voneinander an dem Gehäuse gehalten sein können.
Eine besonders vorteilhafte, und selbständig erfinderische Lösung sieht vor, daß das Kupplungsstück als ein eine Neigung oder einen Parallelversatz der Schwenkwelle zu der Motorwelle des Antriebs zulassendes Teil ausgebildet ist, da in diesem Fall auf eine exakte Ausrichtung der Schwenk¬ welle und des Antriebs relativ zueinander verzichtet werden kann.
Um eine flüssigkeitsdichte Abdichtung des Gehäuses zu gewährleisten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Schwenkwelle gegenüber dem Gehäuse mit einer Radialwellen- dichtung abgedichtet ist. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Schwenkwelle gegenüber dem Gehäuse mit zwei im Abstand voneinander an¬ geordneten Radialwellendichtungen abgedichtet ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, da die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung vielfach bei Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommt und das Tastelement sich dabei beispiels¬ weise in einem Arbeitsraum zur Werkzeugüberwachung bewegt, in welchem vielfach Kühlmittel und Bohrmittel versprüht werden, die wiederum dann, wenn sie in das Gehäuse ein¬ dringen würden, zu Störungen, insbesondere Störungen des Kontakts zwischen der Schwenknase und den Anlaufteilen zur Folge hätten.
Um insbesondere beim Einsatz mehrerer erfindungsgemäßer Überwachungseinrichtungen eine gegenseitige Störung der¬ selben zu vermeiden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Schwenknase und das Tastelement gegeneinander elektrisch isoliert sind, um zu verhindern, daß bei Be¬ rührung eines Werkzeugs durch ein erstes Tastelement und durch ein zweites Tastelement eine elektrische Verbindung zwischen deren Schwenknasen hergestellt wird.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungs¬ gemäßen Überwachungseinrichtung sieht vor, daß diese dann, wenn das zu detektierende Teil in der vorbestimmten Posi¬ tion steht, ein GUT-Signal liefert und dann, wenn das zu überwachende Teil nicht in der vorbestimmten Position steht, ein STÖRUNG-Signal liefert.
Darüberhinaus ist bei einer verbesserten Version der er¬ findungsgemäßen Überwachungseinrichtung vorgesehen, daß diese dann, wenn sich der Antrieb nach einem Start der Prüfroutine das Tastelement nicht bewegt, ein STÖRUNG- Signal meldet. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen¬ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne¬ rischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines ersten Aus¬ führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Über¬ wachungseinrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 durch einen Abtast¬ kopf des ersten Ausführungsbeispiels im zusammen¬ gebauten Zustand;
Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 einen schematischen Schaltplan des ersten Aus¬ führungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 3 und
Fig. 5 einen ausschnittsweisen schematischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Über¬ wachungseinrichtung, als Ganzes dargestellt in Fig. 1, umfaßt eine Steuereinheit 10. und einen von der Steuerein¬ heit 10 getrennt angeordneten Abtastkopf 12, wobei von der Steuereinheit 10 zum Abtastkopf 12 eine Leitung 14 führt.
Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, umfaßt ein Gehäuse 16 des Abtastkopfes 12 eine Gehäusehülse 18, einen vorderen Deckel 20 für die Gehäusehülse 18 und einen hinteren Deckel 22, die beide in die Gehäusehülse 18 einsetzbar sind. Vorzugsweise trägt jeder der Deckel 20 bzw. 22 eine Dichtung 24 bzw. 26, um einen flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem jeweiligen Deckel 20 bzw. 22 und der Gehäuse¬ hülse 18 zu gewährleisten.
In dem hinteren Deckel 22 ist ferner noch eine Kabeldurch¬ führung 28 angeordnet, mit welcher eine Verbindung zwischen der Leitung 14 und einem Inneren des Gehäuses 16 möglich ist.
Im Inneren des Gehäuses 16 ist ein Antriebsmotor 30 vor¬ gesehen, über dessen Motorgehäuse 32 eine Motorwelle 34 übersteh .
Auf der Motorwelle 34 sitzt eine Hülse 36 mit einer Schwenknase 38, die ihrerseits zwischen zwei Anlauf¬ stiften 40 und 42 bewegbar ist, die als Anschlag für die Schwenknase 38 dienen. Die Anlaufstifte 40 und 42 sitzen dabei auf einer isolierten Trägerplatte 44 an einer der Motorwelle 34 zugewandten Stirnseite des Motorgehäuses 32 und sind gegenüber dem Motorgehäuse 32 elektrisch isoliert.
Eine von einem elektrischen Anschluß 46 des Antriebs¬ motors 30 ausgehende Verbindungsleitung 48 führt zu beiden Anlaufstiften 40 und 42 auf dem Träger 44 und verbindet diese somit direkt mit dem Anschluß 46.
Mit einem zweiten Anschluß 50 des Antriebsmotors 30 ist ein Widerstand 84 verbunden, der andererseits elektrisch leitend an das Motorgehäuse 32 des Antriebsmotors 30 angeschlossen ist. Der Antriebsmotor 30 ist dabei so auf¬ gebaut, daß das Motorgehäuse 32 elektrisch leitend mit der Motorwelle 34 verbunden ist und außerdem die Schwenk¬ nase 38 über die Hülse 36 in elektrisch leitender Ver¬ bindung mit der Motorwelle 34 steht.
Da sowohl die Anschlagstifte 40 und 42 als auch die Schwenknase 38 elektrisch leitend ausgebildet sind, bilden diese zwei elektrische Schaltelemente, wobei ein erstes Schaltelement, gebildet durch den Anlaufstift 40 und die Schwenknase 38 dann betätigt ist, wenn die Schwenknase 38 an dem Anlaufstift 40 anliegt, so daß in dieser Stellung der Motorwelle 34 ein den Widerstand 84 enthaltender Parallelstromkreis zum Antriebsmotor 30, d.h. zwischen den Anschlüssen 46 und 50 zugeschaltet ist, während ein zweites Schaltelement, gebildet durch die Schwenknase 38 und den Anlaufstift 42 dann betätigt ist, wenn die Schwenknase 38 an den Anlaufstift 42 anliegt und somit ebenfalls denselben Parallelstromkreis zum Antriebsmotor 30 zwischen den Anschlüssen 46 und 50 zuschaltet.
Mit der Hülse 46 ist ferner ein Kupplungsstück 52 ver¬ bunden, das eine drehfeste Verbindung zwischen einer Schwenkwelle 54 und der Motorwelle 34 herstellt, wobei das Kupplungsstück 52 sowohl eine Neigung einer Schwenkwellen¬ achse 56 gegenüber einer Motorwellenachse 58 zuläßt als auch einen Parallelversatz der Schwenkwellenachse 56 zur Motorwellenachse 58. Das Kupplungsstück 52 umfaßt, wie aus Fig. 1 bis 3 erkennbar, hierzu einen eine Bohrung der Hülse 36 durchsetzenden Stift 60, der seinerseits in einem die Hülse 36 umgebenden Kunststoffring 62 so gehalten ist, daß der Kunststoffring in Längsrichtung des Stifts 60 radial gegenüber der Hülse 36 verschiebbar ist. In gleicher Weise ist in dem Kunststoffring 62 ein senk¬ recht zum Stift 60 ausgerichteter Stift 64 gehalten, der eine Bohrung der Schwenkwelle 54 durchsetzt, wobei die Schwenkwelle 54 ihrerseits ebenfalls in den Kunststoff¬ ring 62 eingreift und gegenüber dem Kunststoffring 62 in Längsrichtung des Stifts 64 verschiebbar ist.
Die Schwenkwelle 54 tritt ihrerseits durch den vorderen Deckel 20 hindurch, wobei eine Abdichtung zwischen dem vorderen Deckel 20 und der Schwenkwelle 54 durch zwei in Richtung der Schwenkwellenachse 56 im Abstand voneinander angeordnete Radialwellendichtungen 66 und 68 erfolgt, zwischen denen eine Zwischenhülse 70 angeordnet ist, die ihrerseits als Drehlagerung für die Schwenkwelle 54 dient.
Auf einem über den vorderen Deckel 20 überstehenden Ende 72 der Schwenkwelle 54 sitzt drehfest ein hülsen- förmiger Nadelträger 74, der seinerseits eine Tastnadel 76 trägt, die sich in radialer Richtung zur Schwenkwellen¬ achse 56 erstreckt und einen Tastbereich 78 aufweist. Durch Verschwenken der Schwenkwelle 54 mittels des An¬ triebsmotors 30 ist der Tastbereich 78 auf einer punktiert eingezeichneten Bahn 80 bewegbar, wobei der Tastbereich 78 der Tastnadel 76 eine Bahnbewegung ausgehend von einem Bahnanfang 86 bis zu einem Bahnende 88 durchführt.
Bei einem ausgewählten Bahnanfang 86 steht die Tastnadel in ihrer strichpunktiert gezeichneten Ausgangsstellung 90 und bewegt sich im Verlauf der Bahnbewegung längs der Bahn 80 zu ihrer durch das Bahnende 88 festgelegten End¬ stellung 92, sofern kein zu detektierendes Teil, bei¬ spielsweise ein Werkzeug 94, ein Hindernis im Verlauf der Bahnbewegung darstellt. Die Ausgangsstellung der Tastnadel 76 ist dabei durch die Stellung der Motorwelle 34 festgelegt, bei welcher die Schwenknase 38 am Anlaufstift 40 anliegt und dadurch den Parallelstromkreis mit dem Widerstand 84 schließt, während die Endstellung 92 der Tastnadel 76 dadurch festgelegt ist, daß Schwenknase 38 an den Anläufst!ft 42 anliegt und dabei ebenfalls den Parallelstromkreis mit dem Wider¬ stand 84 schließt. Während der übrigen Bahnbewegung ist der Parallelstromkreis mit dem Widerstand 84 unterbrochen, da die Schwenknase 38 an keinem der beiden Anschlag¬ stifte 40 und 42 anliegt und somit ebenfalls den Parallel¬ stromkreis mit dem Widerstand 84 schließt.
Bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist es aber - wie nachfolgend im einzelnen erläutert - auch mög¬ lich, die vorstehend beschriebene Ausgangsstellung 90 mit der Endstellung 92 zu vertauschen und somit auch den Bahn- anxang 86 und das Bahnende 88. Auch in diesem Fall wird in der Ausgangsstellung 90' am Bahnanfang 86' und der End¬ stellung 92' am Bahnende 88' der Parallelstromkreis mit dem Widerstand 84 geschlossen.
Zur Ansteuerung des Antriebsmotors 30 und zur Vorgabe der Ausgangsstellung 90, 90' und der Endstellung 92, 92' der Bahnbewegung ist in der Steuereinheit 10 eine elektrische Steuerschaltung 95 angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung 95 ist in Fig. 4 dargestellt.
Der Antriebsmotor 30 ist dabei ein Gleichstrommotor, welcher von der Steuerschaltung 95 gespeist wird, wobei in dem Schaltschema in Fig. 4 zusätzlich zu der gestrichelt umrandeten Steuerschaltung 95 noch der Gleichstrommotor 30 mit den als Kontaktstiften dienenden Anlaufstiften 40 und 42 sowie der Schwenknase 38 und dem Widerstand 84 einge¬ zeichnet sind.
Ferner ist die von der Steuereinheit 10 zum Abtastkopf 12 führende Leitung 14 eingezeichnet, in welcher sich zwei Ausgangsleitungen 96 und 98 der Steuerschaltung 95 zum Gleichstrommotor 30 hin fortsetzen.
Die Steuerschaltung 95 bildet mit ihren beiden Ausgangs¬ leitungen 96 und 98 einen Speisestromkreis für den Gleich¬ strommotor 30.
Um ferner eine Richtung der Bahnbewegung vorgeben zu können, ist zwischen den beiden Ausgangsleitungen 96 und 98 der Steuerschaltung 95 und der Leitung 14 in der Steuereinheit 10 ein Umschalter 100 angeordnet, mit welchem die beiden Ausgangsleitungen 96 und 98 entweder mit den Anschlüssen 46 bzw. 50 oder mit den Anschlüssen 50 bzw. 46 verbindbar sind.
Zur Speisung der Ausgangsleitungen 96 und 98 ist eine Brückenschaltung vorgesehen, die vier Transistoren 122, 123, 124 und 125 umfaßt.
Die Transistoren 122 und 124 sind PNP-Transistoren, die Transistoren 123 und 125 NPN-Transistoren. Die Ausgangs¬ leitung 96 ist mit den Kollektoren 127 und 128 der Transistoren 122 bzw. 123, Ausgangsleitung 98 mit den Kollektoren 130 und 131 der Transistoren 124 bzw. 125 ver¬ bunden. Die Emitter 132 und 133 der Transistoren 122 bzw. 124 sind unmittelbar, die Basisanschlüsse 134 und 135 der Transistoren 122 bzw. 124 über Basisspannungsteilerwider¬ stände 136 bzw. 137 mit einem Punkt M verbunden, der über einen Vorwiderstand 102 mit dem Ausgang einer an sich bekannten und in der Zeichnung daher nur schematisch dar¬ gestellten stabilisierenden .Gleichspannungsquelle 138 mit Strombegrenzer in Verbindung steht.
Der Emitter 139 und 140 der Transistoren 123 bzw. 125 sind an Masse gelegt, der Basisanschluß 141 des Transistors 123 steht über einen Basiswiderstand 142 und einen Inverter 143, der Basisanschluß 144 des Transistors 125 nur über einen Basiswiderstand 145 mit einer Steuerleitung 146 in Verbindung. Schließlich sind in dieser Brückenschaltung noch die Kollektoren 127 und 130 der Transistoren 122 bzw. 124 über einen Basiswiderstand 147 bzw. 148 mit dem Basis¬ anschluß 135 bzw. 136 des jeweils anderen Transistors 124 bzw. 122 verbunden.
Zwischen den beiden Ausgangsleitungen 96 und 98 ist ein Entstörkondensator 180 vorgesehen, außerdem verbindet ein Parallelstromkreis 182 die Anschlüsse 46 und 50. Der Widerstand 84 ist im Vergleich zum Innenwiderstand des angehaltenen Gleichstrommotors 30 kleiner als dieser.
Der Gleichstrommotor 30 und der Parallelstromkreis 182 mit dem Widerstand 184 befinden sich bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Abtastkopf 12 selbst, die übrigen Teile sind in der vom Abtastkopf 12 entfernten Steuer¬ schaltung 95 untergebracht, die lediglich über die zwei¬ adrige Zuleitung 14 mit den Abtastkopf 12 in Verbindung steht. Der Punkt M steht über eine Leitung 147a mit dem ersten Eingang 148a eines ersten Komparators 149 in Ver¬ bindung, in gleicher Weise über eine Leitung 150 mit dem ersten Eingang 151 eines zweiten Komparators 152. Zur Glättung der Eingangsspannungen ist ein Glättungskonden- sator 153 mit dem Meßpunkt M verbunden, ferner befinden sich in den Leitungen 147a und 150 Siebglieder 154 bzw. 155, die jeweils einen Widerstand 156 bzw. 157 sowie einen an Masse gelegten Kondensator 158 bzw. 159 umfassen. An den zweiten Eingang 160 des ersten Komparators 149 wird eine Festspannung angelegt, die durch eine zwei Wider¬ stände 161, 162 umfassende Spannungsteilerschaltung er¬ zeugt wird. Desgleichen wird an den zweiten Eingang 163 des zweiten Komparators 152 eine Festspannung angelegt, die durch eine Widerstände 164 und 165 umfassende Spannungsteilerschaltung erzeugt wird. Die Festspannung wird im Fall des ersten Komparators 149 an den invertie¬ renden Eingang angelegt, im Falle des zweiten Komparators 152 in den nichtinvertierenden.
Der Ausgang 166 des ersten Komparators 149 ist mit dem Clock-Eingang eines Flip-Flops 167 verbunden, dessen Datenvorbereitungseingang (D-Eingang) mit der Steuer- leitung 146 in Verbindung steht. Dessen Q-Ausgang führt zum einen Eingang eines UND-Gatters 168, dessen Ausgang dem Clock-Eingang eines weiteren Flip-Flops 169 zugeführt ist. Der Q-Ausgang dieses weiteren Flip-Flops 169 stellt die Ausgangsleitung 170 für ein GUT-Signal dar. Diese Ausgangsleitung 170 steht mit einem Eingang eines ODER- Gatters 171 in Verbindung, dessen Ausgang zum Rücksetz¬ eingang R des Flip-Flops 167 führt.
Der Ausgang 172 des zweiten Komparators 152 führt zum Clock-Eingang eines weiteren Flip-Flops 173, dessen D-Ein¬ gang mit dem Ausgang eines UND-Gatters 174 in Verbindung steht. Dessen einer Eingang ist mit der Steuerleitung 146 verbunden, der andere mit dem Q-Ausgang des Flip-Flops 69. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 73 bildet die Ausgangs¬ leitung 175 für ein STÖRUNG-Signal. Dieses ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gatters 171 verbunden sowie mit einem Eingang eines ODER-Gatters 176, dessen Ausgang zum Rücksetzeingang R des Flip-Flops 169 führt.
Die Steuerleitung 146 ist über einen Differenzierkonden¬ sator 177 mit dem Rücksetzeingang R des Flip-Flops 173 verbunden, wobei zur Verhinderung von Spitzenspannungen eine Schutzdiode 178 eine Verbindung zu Masse herstellt. Parallel zur Schutzdiode 178 ist ein Widerstand 179 vor¬ gesehen. Von der Verbindungsleitung zwischen diesen Differenzierungsglied und dem Rücksetzeingang R des Flip-Flops 173 zweigt eine Verbindungsleitung zum anderen Eingang des ODER-Gatters 176 ab.
Die Steuerleitung 146 ist über einen Inverter 185 und einem Differenzierkondensator 186 mit einem Eingang eines UND-Gatters 187 mit vier Eingängen und dem anderen Eingang des UND-Gatters 168 verbunden. Dem Differenzierglied ist wieder eine einerseits an Masse gelegte Schutzdiode 188 sowie ein parallel zu dieser Schutzdiode geschalteter Widerstand 189 zugeordnet.
Ein weiterer Eingang des UND-Gatters 187 ist mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden, die beiden übrigen Eingänge stehen mit den Q-Ausgängen der Flip-Flops 167 bzw. 173 in Verbindung.
Der Ausgang des UND-Gatters 187 führt zum Clock-Eingang eines weiteren Flip-Flops 190, dessen D-Eingang ebenso wie der D-Eingang des Flip-Flops 169 mit einer Betriebs¬ spannungsquelle verbunden ist. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 190 führt zum Setzeingang S des Flip-Flops 173, der Rücksetzeingang R des Flip-Flops 190 ist mit dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 173 verbunden.
Es ist ein Zeitglied 191 vorgesehen, dessen Q-Ausgang mit der Steuerleitung 46 in Verbindung steht. Die Zeitkon¬ stante dieses Zeitgliedes 91 kann durch verschiedene Widerstände 192, 193, 194, 195, bzw. 196 unterschiedlich eingestellt werden.
Zum Auslösen des Zeitablaufes im Zeitglied 191 ist dieses mit dem Ausgang einer Inverters 199 verbunden, der sich in der Kollektorleitung eines NPN-Transistors 200 befindet. Der Kollektor des Transistors 200 ist über einen Wider¬ stand 201 mit einer Betriebsspannungsquelle verbunden, der Emitter ist an Masse gelegt. Die Basisleitung steht über einen Widerstand 202 und einem Prüfschalter 203 mit einer Betriebsspannungsquelle in Verbindung; ein Widerstand 204 und ein parallel dazu geschalteter Kondensator 205 ver¬ binden die Basisleitung mit Masse.
Im Betrieb wird zum Beginn eines Prüfvorganges zunächst der PrüfSchalter 203 geschlossen. Dies kann beispielsweise durch ein Taktsignal einer Werkzeugmaschine erfolgen, die jeweils vor dem nächsten Bearbeitungsgang einen PrüfVor¬ gang startet. Durch das Schließen des PrüfSchalters 203 wird der Transistor 200 leiten, so daß am Ausgang des Inverters 199 ein positives Signal ("high") erscheint. Zur Vereinfachung werden im folgenden solche Signale als 1, Null-Signale ("low") dagegen als 0 bezeichnet. Diese 1 am Ausgang des Inverters führt dazu, daß das Zeit¬ glied 191 getriggert wird und an seinem Q-Ausgang eine 1 erscheint. Diese 1 erzeugt über den Differenzierungs¬ kondensator 177 einen Rücksetzimpuls an den Rücksetzein¬ gängen R der Flip-Flops 169 r 173 und 190. Außerdem liegt diese 1 am D-Eingang des Flip-Flops 167 sowie an einem Eingang des UND-Gatters 174 an.
Durch die 1 am Q-Ausgang des Zeitglieds 1919 wird weiter¬ hin die dem Antriebsmotor 30 zugeordnete Brückenschaltung derart geschaltet, das der Transistor 125 leitend wird, während der Transistor 123 gesperrt wird. Durch die Leitung des Transistors 125 wird über den Widerstand 148 an die Basis 134 des Transistors 122 ein niedriges Poten¬ tial angelegt, so daß dieser Transistor ebenfalls durch¬ geschaltet wird, während umgekehrt der Transistor 124 über den Widerstand 147 infolge der Sperrung des Transistors 123 ebenfalls gesperrt wird.
Geht man davon aus, daß vor dem Schließen des Prüf- schalters 203 der Antriebsmotor 30 so steht, daß die Tastnadel 76 in der Ausgangsstellung 90 steht, so ist der Parallelstromkreis 182 dadurch geschlossen, daß die Schwenknase 38 an den Anlaufstift 40 anliegt. Das heißt, daß der Gesamtwiderstand zwischen den Ausgangsleitungen 96 und 98 der Steuerschaltung 94 im wesentlichen durch den Widerstand 84 bestimmt ist, der niedriger ist als der Innenwiderstand des stehenden Antriebsmotors 30.
Trotzdem fließt ein geringerer Strom durch den Antriebs- motor 30, so daß dieser sich so dreht, daß sich die Schwenknase 38 in Richtung des Anlaufstifts 42 bewegt und sich damit von dem Anlaufstift 40 löst. Unmittelbar nach dem Lösen der Schwenknase 38 von dem Anlaufstift 40 wird der Parallelstromkreis 182 unterbrochen, so daß der Wider¬ stand zwischen den Ausgangsleitungen 96 und 98 von dem Innenwiderstand des langsam laufenden Antriebsmotors 30 bestimmt wird. Damit springt die Spannung am Punkt M von einem Minimalwert, welcher den geschlossenen Parallel¬ stromkreis 182 entspricht auf einen Zwischenwert, welcher mindestens dem Innenwiderstand des Antriebsmotors 30 bei geöffnetem Parallelstromkreis 182 entspricht.
Da der Antriebsmotor 30 mit zunehmender Verdrehung der Tastnadel 76 auch zunehmend schneller läuft, erhöht sich der Innenwiderstand des Antriebsmotors 30 bis zu dem der vollen Drehzahl des Antriebsmotors entsprechenden Innen¬ widerstand, welcher einem Maximalwert der Spannung am Punkt M entspricht.
Dieser Maximalwert der Spannung am Punkt M liegt oberhalb einer am anderen Eingang 160 des Komparators 149 einge¬ stellten maximalen Festspannung. Dadurch erscheint am Aus¬ gang des Komparators 149 eine 1, die dem Clock-Eingang des Flip-Flops 169 zugeführt wird. Dies erzeugt an seinem Q-Ausgang eine 1, die nunmehr an einem Eingang des UND- Gatters 168 anliegt.
Solange der Parallelstromkreis 182 geöffnet bleibt, ist die am invertierenden Eingang 151 des zweiten Flip-Flops 152 anliegende Spannung betragsmäßig größer als die am ersten Eingang 163 anliegende minimale Festspannung, so daß am Ausgang des zweiten Komparators 152 ein 0 erscheint, die dem Clock-Eingang des Flip-Flops 173 zugeführt wird. An dessen D-Eingang liegt eine 1, da dem einen Eingang des UND-Gatters 174 die 1 des Q-Ausgangs des Zeitglieds 191 zugeführt wird, dem anderen Eingang des UND-Gatters 174 der Q-Ausgang des Flip-Flops 169, das durch das Triggern des Zeitgliedes 191 rückgesetzt worden ist.
Sobald die am Zeitglied 191 eingestellte Zeit abgelaufen ist, erscheint am Q-Ausgang des Zeitglieds 191 wieder eine O, die über den Inverter 185 und den Differenzierkonden¬ sator 186 eine 1 an den anderen Eingang des UND-Gatters 168 legt. Dies erzeugt am Ausgang dieses UND-Gatters 168 eine 1, die dem Clock-Eingang des Flip-Flops 169 zugeführt wird, so daß an dessen Q-Ausgang ein Signal 1 erscheint, welches der Ausgangsleitung 170 als GUT-Signal zugeführt wird. Dieses Signal führt zu einer Rücksetzung des Flip- Flops 167.
Man erkennt also, daß nach Ablauf der vom Zeitglied 191 vorgewählten Zeit ein GUT-Signal erzeugt wird, wenn der Parallelstromkreis 182 geöffnet bleibt, wenn also die Bahnbewegung der Tastnadel 76 durch das zu überwachende Teil 94 unterbrochen und ein Schließen des Parallelstrom¬ kreises 182 am Bahnende 88 verhindert wird.
Die nach Zeitablauf am Q-Ausgang des Zeitgliedes 191 anstehende 0 schaltet außerdem die Drehrichtung des Gleichstrommotors um, da durch die 0 auf der Steuerleitung 146 der Transistor 123 durchgeschaltet und der Transistor 125 gesperrt werden. Dadurch werden gleichzeitig der Transistor 124 durchgeschaltet und der Transistor 122 gesperrt. Der Antriebsmotor 32 läuft nunmehr in die der Ausgangsstellung der Tastnadel 76 entsprechende Stellung zurück und verbleibt in dieser Ausgangsstellung 90, bis der Tastvorgang durch Schließen des Schalters 203, der in der Zwischenzeit geöffnet worden ist, erneut beginnt. In der Ausgangsstellung 90 kommt die Schwenknase 38 wieder an dem Anlaufstift 40 zur Anlage und schließt den Parallelstromkreis 182, so daß die Spannung am Punkt M wieder auf ihren Minimalwert, im wesentlichen bestimmt durch den Widerstand 84, absinkt. Aufgrund des Vorhanden¬ seins des Widerstands 84 fließt aber ständig noch ein Strom durch den Antriebsmotor 32, so daß der Antriebs¬ motor 32 stets bestrebt ist, Schwenknase 38 in Anlage am Anlaufstift 40 und somit die Tastnadel 76 in der Ausgangs¬ stellung 90 zu halten, so lange, bis durch Schließen des Schalters 203 ein neuer Tastvorgang beginnt.
Wenn das Tastelement 76 bei seiner Schwenkbewegung in Richtung auf das zu überprüfende Teil 94 jedoch von diesem nicht an seiner Bahnbewegung gehindert wird, schließt sich der Parallelstromkreis 182 bei Erreichen des Bahnendes 88. Der Abfall des Widerstandes zwischen den Ausgangslei¬ tungen 96 und 98 führt dazu, daß die Spannung am Meßpunkt M abfällt, und zwar auf einen Wert, der unterhalb des minimalen Festspannungswertes am Eingang 163 des zweiten Komparators 152 liegt. Dadurch wird am Ausgang 172 des zweiten Komparators 152 eine 1 erzeugt, die dem Clock-Ein¬ gang des Flip-Flops 173 zugeführt wird, an dessen D-Ein¬ gang in der oben beschriebenen Weise eine 1 anliegt.Dies führt zur Erzeugung eines STÖRUNG-Signals auf der Aus¬ gangsleitung 175. Außerdem werden durch dieses Signal die Flip-Flops 167 und 169 rückgesetzt.
Dabei ist zu beachten, daß das STÖRUNG-Signal auftritt, sobald der Parallelstromkreis 182 geschlossen ist, also bereits vor dem Ende des durch das Zeitglied 191 be¬ stimmten Zeitraumes. Ein GUT-Signal kann dagegen nicht erzeugt werden, da das Flip-Flop 167 durch das STÖRUNG-Signal rückgesetzt wird und da die Spannung am Meßpunkt M betragsmäßig unter die Festspannung am invertierenden Eingang 160 des ersten Komparators 149 absinkt, so .daß am Clock-Eingang des Flip-Flops 167 eine 0 anliegt.
Nach Ablaufen der vorgewählten Zeitspanne führt also das Erscheinen einer 0 am Q-Ausgang des Zeitgliedes 191 nur noch zur Umkehr der Drehrichtung des Antriebsmotors 32. Da infolge des Vorwiderstandes 184 noch ein geringerer Strom durch den Motor fließt, bewegt sich dieser langsam in Rückwärtsrichtung und öffnet dabei wieder den Schalter 183, so daß der Motor wieder in die Ausgangsstellung zurückdrehen kann.
Wenn sich bei Betätigung des Prüfschalters 203 der An¬ triebsmotor 32 aus irgendeinem Grunde nicht dreht, dann erfolgt kein Anstieg des Innenwiderstandes, so daß die Spannung am Punkt M und somit am Eingang 148a des ersten Komparators 149 betragsmäßig unter der maximalen Fest¬ spannung am invertierenden Eingang 160 dieses Komparators bleibt. Dann liegt am Clock-Eingang des Flip-Flops 167 eine 0 an, so daß dem einen Eingang des UND-Gatters 187 über den Q-Ausgang des Flip-Flops 167 eine 1 zugeführt wird.
Auf dem Clock-Eingang des Flip-Flops 173 kann keine 1 zu¬ geführt werden, so daß auch dessen Q-Ausgang dem UND- Gatter 187 eine 1 zuleitet. Am vierten Eingang des UND-Gatters 187 erscheint eine 1, wenn die Zeit des Zeitgliedes 191 abgelaufen ist und an dessen Q-Ausgang eine O auftritt. Dadurch wird dem Clock- Eingang des Flip-Flops 190 eine 1 zugeführt, die zum Setzen des Flip-Flops 173 führt uns somit zur Entstehung des STÖRUNG-Signals auf der Ausgangsleitung 175.
Dadurch erhält man also eine Kontrolle, ob der Antriebs¬ motor 30 am Beginn des Tastvorgangs ordnungsgemäß ange¬ laufen ist.
Durch die erfindungsgemäße Schaltung erhält man also zunächst eine Kontrolle darüber, ob die Tastnadel 76 ordnungsgemäß verschwenkt wird. Darüberhinaus erhält man nach dem Ablauf der vom Zeitglied 191 bestimmten Zeitdauer ein GUT-Signal, wenn der Parallelstromkreis 182 nicht geschlossen wird, wenn also die Tastnadel 76 durch das zu überwachende Teil 94 an seiner Weiterverschwenkung ge¬ hindert wird. Befindet sich jedoch das Teil 94 nicht in der geforderten Position, kann die Tastnadel 76 weiter- verschwenken und den Parallelstromkreis 182 schließen, so daß unmittelbar nach Schließen desselben ein STÖRUNG- Signal erzeugt wird.
Der Widerstand 84 wurde im Zusammenhang mit der Erläute¬ rung der Fig. 4 nicht näher beschrieben. Es wurde davon ausgegangen, daß es sich bei diesem im einfachsten Fall um einen Ohm'sehen Widerstand handelt, dessen Wert unter dem des Innenwiderstandes des blockierten Antriebsmotors 30, aber so hoch liegt, das am Antriebsmotor 30 noch eine Spannung anliegt, die höher ist als dessen AnlaufSpannung. Wie in Fig. 5 dargestellt, ist es aber auch möglich, dem Widerstand 84 einen Kondensator 184 parallelzuschalten, wobei in diesem Fall der Widerstand 84 einen wesentlich höheren Wert aufweisen kann.
Der Kondensator 184 wirkt sich so aus, daß er sich bei nicht geschlossenem Parallelstromkreis 182 über den Wider¬ stand 84 entlädt und im Moment des Schließens des Parallelstromkreises 182 aufgeladen wird und dadurch kurz¬ zeitig einen Kurzschluß zwischen den Ausgangsleitungen 96 und 98 der Steuerschaltung 95 bewirkt. Dieser Kurzschluß führt zu einem sehr deutlichen Abfallen der Spannung am Punkt M, was dieselben Auswirkungen hat, die vorstehend beschrieben wurden. Allerdings hat das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 den Vorteil, daß nach dem Aufladen des Kondensators 184 der Parallelstromkreis 182 nicht mehr den Widerstand zwischen den Anschlußleitungen 96 und 98 im wesentlichen vorgibt, sondern dieser Widerstand wiederum im wesentlichen durch den Innenwiderstand des Gleichstrom¬ motors 30 bestimmt wird.
Erfolgt nun ein Umpolen der Spannung zwischen den Aus- gangsleitungen 96 und 98 aufgrund des Schließens des Prüf¬ schalters 203, so entlädt sich der Kondensator 184 zwar kurzzeitig, danach wird aber das Anlaufen des Antriebs¬ motors 30 nicht zusätzlich durch den Parallelstromkreis 182 erheblich belastet, so daß der Antriebsmotor 30 sicher anläuft und den Parallelstromkreis 182 dabei öffnet.
Das zweite, nur ausschnittsweise in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Überwachungs¬ einrichtung ist hinsichtlich seiner übrigen Merkmale mit dem ersten Ausführungsbeispiel identisch, so daß dies¬ bezüglich auf die Beschreibung desselben verwiesen wird. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der er¬ findungsgemäßen Lösung wird somit das Betätigen der Schaltelemente 38, 40 bzw. 38, 42 über ein Schließen des Parallelstromkreises 182 von der Steuerschaltung 95 fest¬ gestellt. Es wäre im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung aber außerdem möglich, das Betätigen der Schaltelemente 38, 40 bzw. 38, 42 direkt zu überwachen, dies würde ledig¬ lich zusätzliche Steuerleitungen zwischen der Steuer¬ schaltung 95 und dem Abtastkopf 12 erforderlich machen.
Darüberhinaus wird trotz des vorgesehenen Parallelstrom¬ kreises 182 stets noch ein sicheres Anlaufen des Antriebs¬ motors 32 aus der jeweiligen Ausgangsstellung 90 oder der Endstellung 92 sichergestellt, was erfindungsgemäß dadurch erfolgt, daß der Spannungsabfall am Widerstand 84 in An¬ passung an den Vorwiderstand 102 so groß gewählt ist, daß zwischen den Anschlüssen 46 und 50 des Antriebsmotors 32 auch noch bei geschlossenem Parallelstromkreis 182 eine Spannung vorliegt, die größer als die Anlaufspannung des Elektromotors 32 ist.
Bei beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung besteht somit die Möglichkeit, durch Umschalten mittels des Umschalters 100 den Anschluß 46 des Antriebsmotors 30 entweder mit der Aus¬ gangsleitung 96 oder der Ausgangsleitung 98 und den An¬ schluß 50 des Antriebsmotors 30 entweder mit der Ausgangs¬ leitung 98 oder der Ausgangsleitung 96 der Steuerschaltung 95 zu verbinden. Dadurch kann durch bloßes Betätigen des Umschalters oder, anders ausgedrückt, durch Umpolen des Antriebsmotors 30 die Bewegungsrichtung umgedreht werden und gleichzeitig aber auch die Lage der jeweiligen Aus¬ gangsstellung 90 geändert werden. Geht man beispielsweise davon aus, daß bei Verbindung des Anschlusses 46 mit der Ausgangsleitung 96 und des An¬ schlusses 50 mit der Ausgangsleitung 98 die Tastnadel 76 in der in Fig. 1 strichpunktiert gezeichneten Ausgangs¬ stellung 90 am Bandanfang 86. steht, und zum Durchführen des Tastvorgangs in Richtung der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Endstellung 92 zum Bahnende 88 bewegt wird, und bezeichnet man dieses als ersten Tastvorgang, so wird aufgrund der vorstehend beschriebenen Funktion der Steuer¬ schaltung 95 die Tastnadel 76 nach Durchführen des ersten Tastvorgangs wieder in die Ausgangsstellung 90 zurück¬ kehren und in dieser bis zum nächsten Tastvorgang ver¬ weilen.
Um einen zweiten Tastvorgang durchführen zu können, muß die Richtung der Bahnbewegung umgedreht werden. Dies läßt sich bei der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung durch bloßes Betätigen des Umschalters 100 erreichen, wodurch die Ausgangsleitung 98 mit dem Anschluß 46 und die Ausgangsleitung 96 mit dem Anschluß 50 verbunden werden. In diesem Fall ist die beim ersten Vorgang gestrichelt gezeichnete Endstellung 92 nunmehr die Ausgangsstellung 90' und die Tastnadel steht an dem Bahnanfang 86', welcher vorher das Bahnende 88 darstellte.
Zum Durchführen des zweiten Tastvorgangs bewegt sich nun¬ mehr die Tastnadel 76 von ihrer in Fig. 1 gestrichelt dar¬ gestellten Ausgangsstellung 90' in Richtung ihrer Endstel¬ lung 92', welche in Fig. 1 strichpunktiert dargestellt ist und beim ersten Tastvorgang die Ausgangsstellung 90 dar¬ stellte in Richtung des Bahnendes 88' , welches beim ersten Tastvorgang der Bahnanfang 86 war. Nach Beendigung des zweiten Tastvorgangs kehrt die Tastnadel 76 dabei wieder in die Ausgangsstellung 90' zurück. Bei der Durchführung der Prüfroutine beim zweiten Tastvor¬ gang arbeitet die Steuerschaltung 95 genau wie in der vor¬ stehend beschriebenen Weise, da sich für die Steuer- schaltung 95 die Umpolung des Antriebsmotors 30 nicht bemerkbar macht und außerdem, es für die Steuerschaltung belanglos ist, ob nach Beendigung des Tastvorgangs der Parallelstromkreis 182 durch Anlegen der Schwenknase 38 am Anlaufstift 42, was beim ersten Tastvorgang erfolgt, oder durch Anlegen der Schwenknase 38 am Anlagestift 40, was beim zweiten Tastvorgang erfolgt, geschlossen wird.'

Claims

A n s p r ü c h e
Überwachungseinrichtung zur Überprüfung der Anwesen¬ heit eines Teils in einer vorbestimmten Position, umfassend ein Tastelement, welches zur Durchführung eines Tastvorgangs längs einer die vorbestimmte Position durchlaufenden Bahn bewegbar ist und dabei von einem Bahnanfang ausgehend eine Bahnbewegung durchführt, welche bei Anwesenheit des Teiles in der vorbestimmten Position durch Anschlagen des Tast¬ elements an dieses beendet ist oder bei Abwesenheit des Teils bis zu einem Bahnende erfolgt, einen An¬ trieb zum Bewegen des Tastelements längs der Bahn, ein dem Bahnende zugeordnetes und bei Ankunft des Tastelements an demselben betätigbares Schaltelement und eine Steuerung, welche bei Durchführung des Tast¬ vorgangs eine Prüfroutine durchführt, die ihrerseits nach einer Zeitspanne, die größer ist als der für die Bahnbewegung vom Bahnanfang zum Bahnende benötigte Zeitraum, überprüft, ob während dieser Zeitspanne eine Betätigung des Schaltelements erfolgte, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit dem Tastelement (76) ein erster oder ein zweiter Tastvorgang längs derselben Bahn ( 80) mit zwei zueinander entgegengesetzten Richtungen der Bahnbewegung durchführbar ist, daß der Antrieb (30) mittels der Steuerung (95) so ansteuerbar ist, daß mit diesem der erste oder der zweite Tastvorgang durchführbar ist, daß den Bahnenden (88, 88' ) beider Bahnbewegungen ein Schaltelement (38, 42; 38, 40) zugeordnet ist und daß die Steuerung (95) die Prüfroutine unabhängig von der Richtung der Bahn¬ bewegung durchführt und dabei jeweils das dem Bahn¬ ende (88, 88') der durchgeführten Bahnbewegung zuge¬ ordnete Schaltelement (38, 42; 38, 40) auf eine Be¬ tätigung innerhalb der Zeitspanne überprüft.
2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (95) innerhalb der Zeitspanne beide Schaltelemente (38, 42; 38, 40) überprüft.
3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei beiden Tastvorgängen eine Bahnbewegung längs desselben Bahnabschnitts (80) erfolg .
4. Überwachungseinrichtung nach einem der vorans ehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bahnanfang (86) der Bahnbewegung des ersten Tastvorgangs das Bahnende (88' ) der Bahnbewegung des zweiten Tastvor¬ gangs darstellt.
5. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbe¬ wegungen durch zwei identische Schaltelemente (38, 42; 38, 40) festgelegt sind.
6. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bahnanfang (86, 86') jeder Bahnbewegung eine Ausgangsstellung (90,. 90') zugeordnet ist, in welche das Tastelement nach Durchführung des Tastvorgangs zurückkehrt.
7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastelement (76) zwischen den Tastvorgängen in der Ausgangsstellung (90, 90' ) ver¬ weilt.
8. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Ausgangsstel¬ lung (90, 90' ) stehendem Tastelement (76) das an dem jeweiligen Bahnanfang (86, 86' ) liegende Schalt¬ element (38, 40; 38, 42) betätigt ist.
9. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlag¬ elemente (38, 40; 38, 42) für eine Begrenzung der Bahnbewegung des Tastelements (76) vorgesehen sind.
10. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (30) in der Ausgangs¬ stellung (90, 90' ) des Tastelements (76) die dieser zugeordneten Anschlagelemente (38, 40; 38, 42) anein¬ ander anliegend hält.
11. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente (38, 40; 38, 42) die Schaltelemente bilden.
12. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anliegen zweier Anschlag¬ elemente (38, 40; 38, 42) aneinander ein elektrischer Kontakt geschlossen wird.
13. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Anschlag¬ element für das Bahnende (88, 88' ) oder den Bahn¬ anfang (86, 86" ) eine von dem Antriebsmotor bewegte Schwenknase (38) und ein stationäres Anlaufteil (40, 42) aufweist.
14. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen elektrischen Antriebsmotor (30) aufweist, dessen Speisestromkreis (96, 98) bei Betätigung eines der Schaltelemente (38, 40; 38, 42) ein Parallel¬ stromkreis (182) zuschaltbar ist und daß die Steue¬ rung (95) das Zuschalten des Parallelstromkreises (182) als Betätigung eines der Schaltelemente (38, 40; 38, 42) erfaßt.
15. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Schaltelemente (38, 40; 38, 42) zuschaltbaren Parallelstromkreise (182) identisch dimensioniert sind.
16. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch beide Schaltelemente (38, 40; 38, 42) derselbe Parallelstromkreis (182) zu¬ schaltbar ist.
17. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von dem jeweiligen Schaltelement (38, 40; 38, 42) schlie߬ baren Parallelstromkreis (182) ein Widerstand (84, 184) angeordnet ist.
18. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (95) mit einem Schalter (100) zur Wahl zwischen dem ersten und dem zweiten Tastvorgang versehen ist.
19. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (95) zum Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten Tastvorgang eine für den jeweiligen Tastvor¬ gang erforderliche Speisespannung für den als Gleich¬ strommotor ausgebildeten Antrieb (30) umpolt.
20. Überwachungseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Tast¬ element (76) eine durch den Antrieb (30) auf einer Kreisbahn (80) als Bahn verschwenkbare Tastnadel (76 ) ist.
21. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastnadel (76) auf einer Schwenkwelle (54) sitzt, daß die Schwenkwelle (54) an einem den Antrieb (30) einschließenden Gehäuse (16) eines Abtastkopfes ( 12 ) gelagert ist und daß zwischen dem Antrieb (30) und der Schwenkwelle (54) ein Kupplungsstück (52) angeordnet ist.
22. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsstück (54) als ein eine Neigung und/oder einen Parallelversatz der Schwenkwelle (54) zu einer Motorwelle (34) des Antriebs (30) zulassendes Teil ausgebildet ist.
23. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (54) gegenüber dem Gehäuse (16) mit einer Radialwellen- dichtung (66, 68) abgedichtet ist.
24. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkwelle (54) gegenüber dem Gehäuse (16) mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Radialwellendichtungen (66, 68) abge¬ dichtet ist.
25. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenknase (38) und das Tastelement (76) gegeneinander elek¬ trisch isoliert sind.
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