DE1245251B

DE1245251B - Electrical control for postform milling machines

Info

Publication number: DE1245251B
Application number: DE1960L0035362
Authority: DE
Inventors: Walter Stuebchen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-02-15
Filing date: 1960-02-15
Publication date: 1967-07-20

Description

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.Electrical control for post-form milling machines With known copier devices and sensor controls, the sensor closes or opens depending on the size of the deflection the probe spindle electrical contacts, whereby electromagnetic clutches, if necessary also via switching elements, the drive units of the machine and switched off or reversed. First of all, every sensor contact is a feed direction is assigned such as face-forward, face-back, longitudinal-forward and longitudinal return. If the sensor activates two contacts, the contacts are assigned to them Clutches energized at the same time. The result is a diagonal movement. From constructive and technological reasons, the area in which two contacts are actuated can are not influenced. So with insensitive setting of the sensor, z. B. when scraping with a high feed rate, only the area in which a Contact is switched can be influenced by readjustment, but not the range in which two contacts are operated at the same time. Acting as actuators and magnetic couplings connected to the contacts show an increasing counter-torque (Scraping) increasing switch-on times compared to the switch-off times. In connection with the small overcover areas of two contacts, this phenomenon leads to Difficulties in the practical operation of the copying machine tools, since already at moderate feed speeds due to the relatively long switch-on times of the clutches the feed direction is not switched on quickly enough, so that driving over the already small area in which two clutches are excited occurs and the master feed is interrupted. This creates a step curve without diagonal movement. In extreme cases, the tool can swing be. The formation of such a stair contour on the workpiece is made up of several Reasons very undesirable. Once it sets the processing time by permanent Switching the master feed on and off due to the relatively long switch-on time the clutch up, on the other hand tools, clutches and gear parts heavily stressed by the continuous intermittent load. Besides, the goodness is enough the surface no longer meets the requirements that are generally placed on it. The aim is therefore to maximize the leading feed rate during the machining process not to interrupt. This requirement assumes that the clutches act as actuators Switch on the infeed direction so quickly that the sensor is only deflected so far is that the contact is not interrupted with the contact of the master feed. With a large counter-torque and a given feed rate, it measured the deflection range of the sensor in which two feed directions are switched on grow, d. H., the feeler measured to be made less sensitive when scraping. By a mechanical Readjusting the sensor, however, the coverage area, i. H. the area in the two contacts are actuated by the sensor, not or only slightly enlarged compared to the area in which there is only one contact and therefore only one direction is operated. It can depend on the design of the sensor contact system it can happen that due to the changed position of the feeler with increasing magnification the mechanical insensitivity a reduction of the coverage area entry.

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.The above-mentioned disadvantages of the automatic control of copying machine tools are eliminated according to the invention that between an additional contact for every two contacts assigned to the individual feed directions is arranged for the combined switching of two feed movements.

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.A wide variety of designs are possible as actuators, z. B. electrically operated or energized clutches. Surface friction clutches can be used here be used. Should transmit a constant torque over a speed range a magnetic particle clutch is appropriate. In special cases, induction and eddy current clutches can be used. In the case of hydraulic drives, there are solenoid valves expedient.

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.It is possible to use the insensitive sensor position, for example bring about that each sensor contact a relay with several excitation windings is assigned and the relay contacts the Couplings accordingly switch. Furthermore, the additional contact arrangements with the connection points be connected by counter-connected diodes between the contact arrangements for the individual feed directions. In this way the coverage areas the contacts of the sensor are electrically extended and the switch-on times of the clutches enlarged. This means that there is a much greater feed rate at constant switched on master feed achievable.

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.The subject is explained in more detail with reference to the drawings. It shows F i g. 1 the mode of operation of a sensor control after switching to an insensitive one Position of the feeler, Fig. 2 the mode of operation of a sensor control in which an several separate windings are arranged in the relays actuating the clutches, F i g. 3 a switching device to an insensitive position of the sensor by means of Diode circuit, FIG. 4 a switching device from more sensitive to insensitive Position of the sensor by means of a switching device.

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.The F i g. 1 shows a contact sensor control with the sensor contacts 1 to 5 and the relays R, to RIv, which excite the clutches KI to KIv of the machine supports with the drives MI, MIII and MII, MIv for the different feed directions I to IV. A sensor F is provided which, when it is axially deflected on the contour S, touches the contacts 1 to 5. An overlap of two contacts by the sensor F then causes a diagonal movement, so that the five contacts shown in FIG. 1 a directions shown can be controlled according to the traverse. The areas of diagonal movements in which two contacts are covered are smaller than those in which only one contact is actuated due to the structural difficulties mentioned above.

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.The assignment of the sensor contacts and couplings is carried out according to the invention according to the following scheme: Contact 1 only excites the clutch of the direction tung I, Contact 2 simultaneously excites the clutches of the Directions I and 1I, Contact 3 only energizes the clutch of direction II, Contact 4 energizes the couplings of directions 1I and III, Contact 5 only energizes the 11I direction clutch. The invention achieves that the area in which two clutches are excited at the same time by the electrical sensor making contact with one or two contacts is larger than with a sensitive sensor setting, in which each sensor contact is assigned only one clutch and thus one feed direction, and that apart from the switching of contacts 1 and 5 alone, which cause a pure plan-forward (I) or plan-back movement (III), the master feed (II) is always switched on. This enables continuous machining of the workpiece. With the specified arrangement, the machining process is no longer interrupted by switching the master feed on or off, even at higher feed speeds. This reduces the machining time and the tool or workpiece can better follow the contours of the template. The workpiece is thus given a better surface. In addition, the intermittent loads stressing the machine and clutches are eliminated. With the specified circuit, three directions can be controlled, which is sufficient for practically all such copying tasks. Appropriately, 2n-1 sensor contacts are arranged for n controllable directions. The circuit can be varied by connecting additional contacts in parallel.

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. 2 shows another switching option for insensitive sensor setting. Each clutch K is assigned a relay R with several excitation windings, whereby the circuit between the sensor contacts and the individual excitation windings follows the scheme described above.

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.F i g. 3 shows a further circuit to the 1? Ühlcr after the above Scheme insensitive to be set. This is a diode circuit with the diodes D provided, with amplifiers connected between sensor contacts and couplings can be.

Auch eine Verbindung der Fühlerkontakte mit den Kupplungen über ruhende Steuerelemente ist möglich.Also a connection of the sensor contacts with the couplings via dormant Controls is possible.

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.Fig. 4 shows a switching device vm more sensitive (switch position B) to the insensitive position (switch position A) of the sensor through which the function of the contacts have been converted into the function of the contact arrangements that have been common since then will.

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.The clutch IV shown in FIGS. 1 to 4 can, as per se known, can be included in the control via a Quadrant®n switchover. Stepping mechanisms, for example, can be used for this.

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.The contact arrangements described above make it possible to use contact sensor controls to be provided with a switching device that allows it to work under heavy loads the machine to adjust the sensor less sensitive, so that even with a large counter-torque and the given feed rate the deflection range of the probe at which two feed directions are switched on, increases and the master feed no longer is interrupted.

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.The invention is important in the formation of controls those of the sensors or the contacts assigned to the coupling lungs or the like indirectly mechanically operated. The invention can also be used in arrangements where the deflection movement of the sensor is recorded photoelectrically.

Claims

Claims: 1. Electrical sensor control for post-form milling machines with a multi-position sensor equipped with electrical contacts for the individual and combined switching of feed movements, characterized in that between an additional contact for every two contacts assigned to the individual feed directions is arranged for the combined switching of two feed movements.

2. Sensor control according to claim 1, characterized in that with the additional contact arrangement relay are connected with multiple windings or multiple contacts.

3. Sensor control according to claim 1, characterized in that the additional contact arrangements are connected to the connection points of counter-connected diodes, which lie between the contact arrangements for the individual feed directions.

4. Sensor control according to claim 1 to 3, characterized in that the additional Contact arrangement can be switched off by means of a switching device. Into consideration printed publications: German Patent No. 724 979; German interpretation document No 1003 009.