-
Elektrische Steuerung für Nachformfräsmaschinen Bei bekannten Kopiereinrichtungen
und Fühlersteuerungen schließt oder öffnet der Fühler je nach der Größe der Aaslenkung
der Tastspindel elektrische Kontakte, wodurch über elektromagnetische Kupplungen,
gegebenenfalls auch über Schaltelemente, die Antriebsaggregate der Maschine ein-
und ausgeschaltet bzw. reversiert werden. Dabei ist zunächst jedem Fühlerkontakt
eine Vorschubrichtung zugeordnet wie plan-vor, plan-zurück, längs-vor und längs
zurück. Betätigt der Fühler zwei Kontakte, so werden die diesen Kontakten zugeordneten
Kupplungen gleichzeitig erregt. Die Folge ist eine Diagonalbewegung. Aus konstruktiven
und technologischen Gründen kann der Bereich, in dem zwei Kontakte betätigt werden,
nicht beeinflußt werden. So kann bei unempfindlicher Einstellung des Fühlers, z.
B. beim Schrappen mit großer Vorschubgeschwindigkeit, nur der Bereich, in dem ein
Kontakt geschaltet wird, durch Umjustieren beeinflußt werden, nicht aber der Bereich,
in dem zwei Kontakte gleichzeitig betätigt sind. Die als Stellglieder wirkenden
und mit den Kontakten verbundenen Magnetkupplungen weisen mit anwachsendem Gegenmoment
(Schrappen) wachsende Einschaltzeiten gegenüber den Abschaltzeiten auf. In Verbindung
mit den kleinen überdekkungsbereichen zweier Kontakte führt diese Erscheinung zu
Schwierigkeiten im praktischen Betrieb der Kopierwerkzeugmaschinen, da schon bei
mäßigen Vorschubgeschwindigkeiten durch die verhältnismäßig langen Einschaltzeiten
der Kupplungen die Zustellrichtung nicht schnell genug eingeschaltet wird, so daß
ein überfahren des an sich schon kleinen Bereiches, in dem zwei Kupplungen erregt
sind, eintritt und der Leitvorschub unterbrochen wird. Es entsteht somit eine Treppenkurve
ohne Diagonalbewegung. In extremen Fällen kann ein Pendeln des Werkzeuges die Folge
sein. Die Ausbildung einer derartigen Treppenkontur am Werkstück ist aber aus mehreren
Gründen sehr unerwünscht. Einmal setzt sie die Bearbeitungszeit durch dauerndes
Aus- und Einschalten des Leitvorschubs infolge der verhältnismäßig großen Einschaltzeit
der Kupplung herauf, zum anderen werden Werkzeuge, Kupplungen und Getriebeteile
durch die dauernde stoßweise Belastung stark beansprucht. Außerdem genügt die Güte
der Oberfläche nicht mehr den Anforderungen, die man im allgemeinen an sie stellt.
Es wird deshalb angestrebt, den Leitvorschub während des Bearbeitungsvorganges möglichst
nicht zu unterbrechen. Diese Forderung setzt voraus, daß die Kupplungen als Stellglieder
die Zustellrichtung so schnell einschalten, daß der Fühler nur so weit aasgelenkt
wird, daß die Kontaktgabe mit dem Kontakt des Leitvorschubs nicht unterbrochen wird.
Es maß bei einem großen Gegenmoment und gegebenem Vorschub der Auslenkungsbereich
des Fühlers, bei dem zwei Vorschubrichtungen eingeschaltet sind, wachsen, d. h.,
der Fühler maß beim Schrappen unempfindlicher gemacht werden. Durch ein mechanisches
Umjustieren des Fühlers wird aber der überdeckungsbereich, d. h. der Bereich, in
dem zwei Kontakte vom Fühler betätigt sind, nicht oder nur unwesentlich vergrößert
im Vergleich zu dem Bereich, in dem nur ein Kontakt und damit nur eine Richtung
betätigt wird. Es kann je nach der konstruktiven Ausbildung des Fühlerkontaktsystems
vorkommen, daß durch die veränderte Stellung des Fühlers mit zunehmender Vergrößerung
der mechanischen Unempfindlichkeit eine Verkleinerung des überdeckungsbereiches
eintritt.
-
Die vorstehend genannten Nachteile bei der selbsttätigen Steuerung
von Kopierwerkzeugmaschinen werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß zwischen
je zwei den einzelnen Vorschubrichtungen zugeordneten Kontakten ein weiterer Kontakt
angeordnet ist zur kombinierten Schaltung von zwei Vorschubbewegungen.
-
Als Stellglieder sind die verschiedensten Konstruktionen möglich,
z. B. elektrisch betätigte oder erregte Kupplungen. Hierbei können Flächen-Reibungskupplungen
verwendet werden. Soll ein konstantes Moment über einen Drehzahlbereich übertragen
werden, ist eine Magnetpulverkupplung zweckmäßig. In Sonderfällen können auch Induktions-
und Wirbelstromkupplungen verwendet werden. Bei hydraulischen Antrieben sind Magnetventile
zweckmäßig.
-
Es ist möglich, die unempfindliche Fühlerstellung beispielsweise dadurch
herbeizuführen, daß jedem Fühlerkontakt ein Relais mit mehreren Erregerwicklungen
zugeordnet wird und die Relaiskontakte die
Kupplungen entsprechend
schalten. Weiterhin können die zusätzlichen Kontaktanordnungen mit den Verbindungspunkten
von gegeneinandergeschalteten Dioden verbunden sein, die zwischen den Kontaktanordnungen
für die einzelnen Vorschubrichtungen liegen. Auf diese Weise werden die überdeckungsbereiche
der Kontakte des Fühlers elektrisch erweitert und die Einschaltzeiten der Kupplungen
vergrößert. Damit ist eine wesentlich größere Vorschubgeschwindigkeit bei ständig
eingeschaltetem Leitvorschub erzielbar.
-
Der Gegenstand wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Wirkungsweise einer Fühlersteuerung nach dem Umschalten auf eine unempfindliche
Stelle des Fühlers, F i g. 2 die Wirkungsweise einer Fühlersteuerung, bei der an
den die Kupplungen betätigenden Relais mehrere getrennte Wicklungen angeordnet sind,
F i g. 3 eine Umschaltvorrichtung auf eine unempfindliche Stellung des Fühlers mittels
Diodenschaltung, F i g. 4 eine Umschaltvorrichtung von empfindlicher auf unempfindliche
Stellung des Fühlers mittels einer Umschaltvorrichtung.
-
Die F i g. 1 zeigt eine Kontaktfühlersteuerung mit den Fühlerkontakten
1 bis 5 und den Relais R, bis RIv, die die Kupplungen KI bis KIv der Maschinen-Supporte
mit den Antrieben MI, MIII und MII, MIv für die verschiedenen Vorschubrichtungen
I bis IV erregen. Es ist ein Fühler F vorgesehen, der bei seiner axialen Auslenkung
an der Kontur S die Kontakte 1 bis 5 berührt. Eine Überdeckung von zwei Kontakten
durch den Fühler F bewirkt danach eine Diagonalbewegung, so daß mit den fünf Kontakten
die in F i g. 1 a gezeigten Richtungen nach dem Polygonzug gesteuert werden können.
Die Bereiche der Diagonalbewegungen, bei denen zwei Kontakte überdeckt werden, sind
aus den obengenannten konstruktiven Schwierigkeiten allerdings kleiner als diejenigen,
bei denen nur ein Kontakt betätigt wird.
-
Die Zuordnung der Fühlerkontakte und Kupplungen wird erfindungsgemäß
nach folgendem Schema vorgenommen:
| Kontakt 1 erregt lediglich die Kupplung der Rich- |
| tung I, |
| Kontakt 2 erregt gleichzeitig die Kupplungen der |
| Richtungen I und 1I, |
| Kontakt 3 erregt nur die Kupplung der Richtung II, |
| Kontakt 4 erregt die Kupplungen der Richtungen
1I |
| und III, |
| Kontakt 5 erregt nur die Kupplung der Richtung 11I. |
Durch die Erfindung wird ereicht, daß der Bereich, bei dem zwei Kupplungen durch
die Kontaktgabe eines oder zweier Kontakte durch den elektrischen Fühler gleichzeitig
erregt sind, größer wird als bei empfindlicher Fühlereinstellung, bei der jedem
Fühlerkontakt nur eine Kupplung und damit eine Vorschubrichtung zugeordnet ist,
und daß außer bei der Schaltung von Kontakt 1 und 5 allein, die eine reine plan-vor-(I)
oder plan-zurück-Bewegung-(III) veranlassen, der Leitvorschub (II) immer eingeschaltet
ist. Dadurch ist eine kontinuierliche Bearbeitung des Werkstückes möglich. Der Bearbeitungsvorgang
wird bei der angegebenen Anordnung auch bei größeren Vorschubgeschwindigkeiten nicht
mehr durch Ein-oder Ausschalten des Leitvorschubs unterbrochen. Dadurch wird die
Bearbeitungszeit herabgesetzt, und das Werkzeug oder das Werkstück kann den Konturen
der Schablone besser folgen. Das Werkstück erhält somit eine bessere Oberfläche.
Außerdem entfallen die die Maschine und Kupplungen beanspruchenden stoßweisen Belastungen.
Mit der angegebenen Schaltung können also drei Richtungen gesteuert werden, was
für praktisch alle derartigen Kopieraufgaben ausreicht. Zweckmäßig werden bei n
steuerbaren Richtungen 2n-1 Fühlerkontakte angeordnet. Die Schaltung kann durch
Parallelschalten weiterer Kontakte noch variiert werden.
-
F i g. 2 zeigt eine andere Schaltmöglichkeit zur unempfindlichen Fühlereinstellung.
Dabei wird jeder Kupplung K ein Relais R mit mehreren Erregerwicklungen zugeordnet,
wobei die Schaltung zwischen Fühlerkontakten und den einzelnen Erregerwicklungen
dem vorbeschriebenen Schema folgt.
-
F i g. 3 zeigt eine weitere Schaltung, um den 1?ühlcr nach dem obengenannten
Schema unempfindlich einzustellen. Hierbei wird eine Diodenschaltung mit den Dioden
D vorgesehen, wobei zwischen Fühlerkontakten und Kupplungen noch Verstärker geschaltet
werden können.
-
Auch eine Verbindung der Fühlerkontakte mit den Kupplungen über ruhende
Steuerelemente ist möglich.
-
F ig . 4 zeigt eine Umschaltungsvorrichtung vm empfindlicher (Schalterstellung
B) auf unempfmndliche Stellung (Schalterstellung A) des Fühlers, durch die die Funktion
der Kontakte in die Funktion der seither üblichen Kontaktanordnungen übergeführt
wird.
-
Die in den F i g.1 bis 4 dargestellte Kupplung IV kann, wie an sich
bekannt ist, über eine Quadrant®numschaltung in die Steuerung einbezogen werden.
Hierfür können beispielsweise Schrittschaltwerke eingesetzt werden.
-
Durch die oben beschriebenen Kontaktanordnungen wird es möglich, Kontaktfühlersteuerungen
mit einer Umschaltvorrichtung zu versehen, die es gestattet, bei starker Belastung
der Maschine den Fühler unempfindlicher einzustellen, so daß auch bei großem Gegenmoment
und gegebener Vorschubgeschwindigkeit der Auslenkungsbereich des Fühlers, bei dem
zwei Vorschubrichtungen eingeschaltet sind, zunimmt und der Leitvorschub nicht mehr
unterbrachen wird.
-
Die Erfindung hat Bedeutung bei der Ausbildung von Steuerungen, bei
denen der Fühler die den Kupp-Lungen od. dgl. zugeordneten Kontakte direkt oder
indirekt mechanisch betätigt. Auch kann die Erfindung bei Anordnungen Verwendung
finden, bei denen die Auslenkbewegung des Fühlers fotoelektrisch erfaßt wird.