DE1302449B - - Google Patents

Description

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in die jedem Impuls zugeordnete Winkeldrehung stück W, beispielsweise entsprechend einem Bohrumgesetzt werden können. oder Räumwerkzeug, herstellen. Die Maschine M

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- enthält einen Tisch T zur Aufnahme eines Spindellöst, daß zum Herstellen mehrerer gegeneinander Stockes 1, in dem eine Werkzeughalterung oder Spinversetzter wendelförmiger Nuten der erste Bewe- 5 del 2 drehbar auf Rollenlagern montiert ist. Die gungsablauf durch eine Längsvorschubbewegung des Spindel wird über ein Getriebe von einem auf dem Werkstückes und der zweite Bewegungsablauf durch Spindelstock 1 montierten Schrittmotor S angeeine Drehbewegung des Werkstückes gebildet sind, trieben.

daß die Zuordnung beider Bewegungsabläufe durch Der Tisch T läßt sich über eine Schraubspindel 3 einen einstellbaren Iir.pulsteiler bestimmbar ist, daß io hin- und herbewegen und ist beispielsweise auf pareine Hilfssteuereinrichtung vorgesehen ist, mit deren allelen Gleitführungen auf einem Gehäuse 10 geführt. Hilfe dem Schrittmotor während seiner Beschleuni- Das Gehäuse 10 ist um eine senkrechte Achse auf gungs- und Verzögerungsvorgänge eine von der der Führung 11 verschwenkbar, wie es durch die normalerweise wirksamen Impulsfolge abweichende, schiefe Lage des Tisches T nach F i g. 2 angedeutet in ihrer Frequenz veränderbare, eine schritthaltende 15 ist. Die Führung 11 ist senkrecht zur Zeichenebene Bewegung des Schrittmotors gewährleistende Impuls- der F i g. 1 auf dem Sockel 12 beispielsweise mit folge zuführbar ist, wenn die Frequenz der normaler- Hilfe eines Querspindelhandrades 14 verschiebbar, weise wirksamen Impulsfolge einen für schritthalten- Der Sockel 12 ist mittels einer senkrecht wirkenden des Anlaufen und Abbremsen des Schrittmotors zu- Spindel oder hydraulischen Anordnung 15 auf dem lässigen Wert übersteigt, daß ferner die dem Schritt- ao Fuß 16 der Maschine zwisch<-;* den Grenzschaltern motor zugeführten Impulse in einem Zähler speicher- 17, 19 heb- und senkbar. Die Grenzschalter 17, 19 bar sind und daß der Schrittmotor nach Durchführen werden durch vertikal einstellbare Nockenplatten eines Arbeitsganges, d. h. nach Herstellen einer Nut, 28 bzw. 29 am Sockel 12 betätigt. Der Tisch T läuft in die der Anfangssteilung des folgenden Arbeits- für den Vorlauf oder zum Schnitt nach rechts nach ganges entsprechende Winkellage drehbar ist da- 25 den F i g. 1 und 2 bei Betätigung der Spindel 3 in durch, daß dem Schrittmotor von einem Impuls- der einen Drehrichtung. Die Grenzschalter 23 und generator Einstellimpulse zufülirbar sind, deren An- 27 werden an den gewünschten Grenzen der Vorzahl jeweils aus der unterschiedlichen Winkellage wärts- und Rückwärtsbewegung des Tisches durch der Anfangsstellungen der aufeinanderfolgenden Ar- horizontal einstellbare Nockenpiatten 31, 32 betätigt beitsvorgänge einerseits und aus dem die Endstell'ing 30 und bringen bei ihrer Betätigung den Tisch zum Stilldes vorhergehenden Arbeitsganges kennzeichnenden stand. Ein mit konstanter Geschwindigkeit laufen-Speicherstand des Zählers andererseits resultiert. der Elektromotor 4 treibt die Spindel 3 über ein

Zur Ausgestaltung der Erfindung besteht der Im- Getriebe 5 derart an, daß die Laufgeschwindigkeit

pulsteiler aus einem binär verschlüsselten Dezimal- des Tisches T und damit die Schneidgeschwindigkeit

lauf zählwerk, an das über eine Koinzidenzschaltung 35 geändert werden kann. Die Schneidgeschwindigkeil

Dekaden-Schalter angeschaltet sind, deren Einsiel- wird von Hand, beispielsweise über eine Handkurbel

lung die Zahl ergibt, durch die die dem Impulsteiler 24, eingestellt, die auf einer Welle 26 im Sockel 12

zugeführt Impulszahl geteilt wird. sitzt. Eine Geschwindigkeitsanzeigescheibe 25 dient

Die HilfsSteuerung ist zweckmäßig durch eine zur Anzeige der Vorschub- und der Schneidgeschwin-Entscheidungsvorrichtung schaltbar, die bei Impuls- 40 digkeit, auf die die Maschine eingestellt ist.
zahlen oberhalb des zulässigen Wertes den direkten Gegebenenfalls kann man auf dem Tisch T einen Impulsfluß vom Impulsgenerator zum Schrittmotor geeigneten ruhenden Reitstock 18 zur Aufnahme des blockiert. vom Spindelstock 1 abgewendeten Endes des Werkln weiterer Ausbildung der Erfindung enthält der Stückes W vorsehen.

Impulsgenerator zweckmäßigerweise einen veränder- 45 Ein Schneidwerkzeug, beispielsweise ein Fräswerk-

lichen Impulsvervielfacher mit einem Transistor in zeug 20, ist auf der angetriebenen horizontalen Weile

einer Spannungsteilerschaltung. 21 der Maschine M montiert. Die Achse der Welk

Anspruch 1 gilt nur nach Maßgabe seiner Gesamt- 21 steht senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 1 und

kombination. verläuft schräg und im Abstand oberhalb der Längs-

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines m 50 achse 22 des Werkstückes W, wie man aus F i g. 2

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles :rkennen kann,

erläutert. Es zeigt In der abgesenkten Stellung des Tisches T befin-

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine det sich das Werkstück W vollständig unterhalb de;

mit einer Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung, Schneidwerkzeuges 20, so daß der Tisch frei in die

F i g. 2 die Maschine nach F i g. 1 im Schnitt 55 Ausgangsstellung zurückkehren kann,

längs der Linie 2-2 der F i g. 1, Bei der S^hneidarbeit wird die Spindel 2 mit den

F i g. 3 eine Einzelansicht in Richtung der Werkstück durch den Schrittmotor S in Umlauf ver

Pfeile3-3 der Fig. 1, setzt. Dazu werden Impulse von einem Impulsgene

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Antriebs- rator7 erzeugt, der an der Unterseite des Sockels Ii

vorrichtung der Werkzeugmaschine, 60 montiert ist und mit der Spindel 3 in Antriebsverbin-

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrich- dung steht.

tung gemäß der Erfindung bei Anwendung an der Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit des Ver·

Werkzeugmaschine nach Fig. 1, hältnisses zwischen dem Beginn des Vorwärts- odei

F i g. 6 ein Schaltbild des Impulsgenerators und Arbeitshubes des Tisches T und der Erres'ung dei

F i g. 7 ein Schahbild einer Dekade des Impuls- 65 Schrittmotors S ist ein Grenzschalter 34 auf einen

teilers. Ende des Tisches T montiert, der durch einen Finge

Mit der Maschine M nach Fig.! lassen sich 35 (F i g. 3) auf einer Kreisscheibe 36 betätigt wird

wendeiförmige Nuten in einem zylindrischen Werk- die am vorstehenden Ende der Spindel 3 befestigt ist

Auf diese Weise wird der Schalter 34 genau zu dem Stückes um jeweils 90° gegeneinander versetzt angerichtigen Zeitpunkt beim Umlaufen der Spindel 3 be- ordnet sind. Bezeichnet man beispielsweise die Antätigt, so daß bei der Herstellung von Mehrfachnuten fangspunkte entsprechend einer Windrose mit N, O, in einem Werkstück jede nachfolgende Nut dann be- S und W, dann ergibt sich folgende Situation, wenn ginnt, wenn der Tisch T in der gleichen Stellung wie 5 der Fräser nach dem Schneiden der ersten wendelbei der vorhergegangenen Nut steht. förmigen Nut beispielsweise an einer Stelle zwischen

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen An- den Punkten N und O am Anfang des Werkstückes triebsvorichtung soll im folgenden, insbesondere an zum Stehen kommt. Das Werkstück wird dann nicht Hand der F i g. 4 und 5, näher erläutert werden. in die Ausgangslage bis zum Erreichen des Punktes N

Der Vorschubmotor 4 treibt über ein in Stufen io verdreht, um von dort erst durch eine Drehung um schaltbares Getriebe 5 den Längsvorschub des Werk- 90° in die Lage entsprechend dem Punkt O zu komstückes über eine schaltbare Kupplung 503. Von men, sondern man fährt sofort von der Zwischeneinem Vorgelege aus den Zahnrädern 50 und 51 am stelle bis zum Punkt O. Der Zähler 400 stellt nämlich Ausgang des Getriebes 5 aus wird über eine Welle 49 die Anzahl der Impulse fest, die dem Schrittmotor ein Impulsgenerator 52 angetrieben, der Impulse zum 15 zugeführt werden müssen, damit eine Drehung des Antrieb des Schrittmotors S abgibt, der die Dreh- Werkstückes aus der Stellung entsprechend dem bewegung des Werkstückes bewirkt. Dadurch läuft Endpunkt in die Stellung entsprechend dem nächsten der die Drehbewegung bewirkende Impulsgenerator Anfangspunkt O erfolgen kann. Diese Einstellimpulse 52 synchron mit dem Längsvorschub in jeder Schalt- werden von einem zweiten Impulsgenerator 435 abstellung des Getriebes 5, d. h., die vom Impulsgene- ao gegeben. Somit wird das Werkstück grundsätzlich rator 52 abgegebene feststehende Impulszahl pro unmittelbar aus der Endstellung am Ende eines Umdrehung des Impulsgenerators steht in einem Schnittvorganges in die nächste Anfangslage für dein festen, unveränderlichen Verhältnis zur Wegeinheit nächsten Schnittvorgang gedreht, woraus eine erhebdes Längsvorschubs. liehe Zeitersparnis resultiert.

Die Impulswahl pro Umdrehung des Impulsgenera- 25 Eine genaue Einstellung des Werkstückes in die tors wird durch einen Impulsteiler 100 geteilt, d.h. nächste Anfangslage setzt voraus, daß in der Steuerreduziert, um derart die jeweils gewünschte Steigung anordn ^ng die momentane Winkellage des Werkdcr wendeiförmigen Nuten zu erhalten, die in das Stückes jederzeit genau feststellbar ist. Anders läßt zylindrische Werkstück eingeschnitten werden sollen. sich nämlich die erforderliche Anzahl der Einstell-

Beträgt beispielsweise die Impulszahl pro Umdre- 3° impulse nicht exakt berechnen.

hung 7200 und ist der eingestellte Teilungsfaktor 100, Falls der Schrittmotor in de? Lage wäre, auch beim

dann ist die für den Schrittmotor S bestimmte Im- Anfahr- und beim Bremsvorgang jeden Impuls exakt pulszahl nur 72 Impulse p:o Umdrehung des Impuls- zu verarbeiten und sich bei jedem Impuls um einen generators, wobei von weiteren Getriebestufen abge- bestimmten Winkelbetrag zu drehen, so könnte man sehen ist. Bei dieser Impulszahl entsteht ein Gewinde 35 sich darauf beschränken, die vom Impulsgenerator mit großer Steigung, da sich das Werkstück im Ver- 52 abgegebene Impulszahl unter Berücksichtigung hältnis zum Längsvorschub langsam dreht; erhält der des Teilungsfaktors als Meßwert für die Feststellung Schrittmotor S beispielsweise 7200 Impulse pro Um- der Momentanwinkellage zu wählen. Es hat sich drehung des Impulsgenerators, d. h. diese unmittel- jedoch gezeigt, daß oberhalb bestimmter Impiilsfrebar und ungeteilt, so entsteht die kleinstmögliche 40 querizen, die von der jeweiligen Art und Größe des Steigung, da der Schrittmotor S das Werkstück mit Schrittmotors abhängen, ein genaues Schritthalten der größten Geschwindigkeit dreht, die im Verhältnis der Schrittmotoren mit den ihnen zugeführten Imzu dem eingestellten Längsvorschub möglich ist. pulsfolgen nicht erwartet werden kann.

Das Verhältnis zwischen der am Schrittmotor S Das bedeutet, daß bei einer hohen Impulsfrequenz,

erforderlichen Impulsfrequenz/_s(l/min), dem Längs- 45 beispielsweise über 100 Impulse pro Sekunde, beim vorschub des Werkstücks V(m/min) und der Stei- Anfahren und Bremsen Impulse verlorengehen, d. h., gung der wendeiförmigen Nut Sf (m/U) läßt sich bei daß die vom Impulsgenerator abgegebene Iinpulszahl einer vom Impulsgenerator erzeugten Impulszahl von vom Schrittmotor nicht verarbeitet werden kann 7200 pro Umdrehung des Schrittmotors S im Fall und somit das erforderliche bestimmte Verhältnis direkter Impulsabgabe an den Schrittmotor mit der 50 zwischen dem vom Schrittmotor zurückgelegten Gleichung Drehwinkel und der Anzahl der vom Impulsgenerator

abgegebenen Impulse nicht mehr gegeben ist. Der

/ _ 7200 - V /j^jv Drehvorschub kann daher bei hoher Impulsfrequenz

^s Sf gegenüber dem Längsvorschub zurückbleiben. Beim

55 Bremsen regeben sich umgekehrte Verhältnisse.

ausdrücken. Somit bildet das Verhältnis VlSt den Um hier Abhilfe zu schaffen, ist die Hilfssteuerung

Teilungsfaktor. 300 für die kritischen Anfahr- und Bremsphasen

Die Impulszahl pro Umdrehung des Impulsgenera- sowie eine Einstellvorrichtung, bestehend aus dem tors ist stets wegbezogen: sie entspricht nämlich einer Zähler 400 und einem zweiten Impulsgenerator 435. ganz bestimmten Vorschubstrecke. Dadurch, daß für 60 vorgesehen. Diese Vorrichtungen arbeiten so, dafi den Vorschub eine bestimmte Vorschubgeschwindig- kein Fehler entstehen kanin, weil nämiich während keit eingestellt wird, ergibt sich eine vom Impuls- der kritischen Anfahr- und Bremsphasen Impulsgenerator abgegebene Impulsfrequenz, deren Größe folgen zum Antrieb des Schrittmotors S ausschließstets vom eingestellten Längsvorschub, d. h. von der lieh von der Hilfssteuerung 300 geliefert werden, die Schaltstellung des Getriebes 5, abhängig ist. 65 dem Schrittmotor S allmählich zunehmende Bruch-

Meistens werden mehrere wendelförmige Nuten in teile der gewünschten Impulsfrequenz zuführt, nämdas zylindrische Werkzeug eingeschnitten, beispiels- lieh gerade so viel Impulse, wie der Schrittmotor i weise vier Wendeln, die dann am Umfang des Werk- umsetzen kann, bis die gewünschte Impulsfrequenz

erreicht ist und auf die Zuführung der Impulse vom ersten impulsgenerator 52 unci dem diesen nachgeschütteten Impulsteiler H)O umgeschaltet werden kann. Der Zähler 400, in welchem die erforderliche Impulsfolge zum VVeiterdrehcn des Werkstückes von einer Anfangslage in die nächste Anfangslage eingestellt ist, wird nur mit solchen Impulsfolgen beaufschlagt, die vom Schrittmotor S tatsächlich aufgenommen und in VVinkclschritte des Werkstückes umgesetzt werden, wobei solche Impulse sowohl vom Impulsgenerator 52 und dem Impulstcilcr 100 als auch von der HilfsSteuereinrichtung 300 kommen können. Der zweite Impulsgenerator 435 liefert zum Einstellen des Werkstückes in die nächste Anfangslage diejenige Impulsfolge an den Schrittmotor S. die im Zähler 400 nach Berücksichtigung der von der Hilfssteuereinrichtung 300 und/oder von dem ersten Impulsgenerator 52 an den Schrittmotor 5 abgegebenen Impulsfolge verbleibt.

Der Wert des mit dem Schalthebel 24 gewählten Längsvorschubs (Weg/Zeit) wird einer Entscheidungseinrichtung 200 zugeführt, und zwar über die Welle 26 des Schalthebels 24, die mit einem Schaltarm 91 in Verbindung steht. Der Entscheidungsvorrichtung 200 wird über den Einstellschalter 99, der den Impulsteiler 100 steuert, auch der eingestellte Steigungswert (Weg/Umdrehung des Werkstückes) zugeführt, so daß hier die erforderliche Impulsfrequenz (Impulszahl/ Zeiteinheit) festgestellt wird.

L^:egt die festgestellte Impulsfrequenz unter der kritischen Grenze von beispielsweise 100 Impulsen pro Sekunde, dann wird der direkte Weg für die Impulse vom Impulsgenerator 52 zum Schrittmotor S über den Umschalter 301 die Leitung 302 und das offene Tor 303 freigegeben. In diesem Falle gehen die Impulse vom Impulsgenerator über einen Schalter 80, dem Impulsteiler 100, das Tor 303 sowie das Tor 305 unmittelbar zum Schrittmotor S.

Stellt die Enischeidungsvorrichtung 200 fest, daß die Impulsfrequenz oberhalb der kritischen Grenze liegt, beispielsweise 400 Impulse pro Sekunde, beträgt, so wird die Hilfssteuereinrichtung 300 eingeschaltet. Gleichzeitig wird das Tor 303 blockiert, so daß kein direkter Impulsfluß vom Generator 52 zum Schrittmotor S möglich ist. Der Umschalter 301 schließt das Tor 303 und öffnet das Tor 304.. Da die Hilfssteuereinrichtung die Impulsfrequenz auf einen Wert unterhalb der kritischen Grenze reduziert, wird der Schrittmotor S somit unmittelbar von der Hilfssteuereinr chtung mit einer Impulsfrequenz gespeist, die grundsätzlich in dem Bereich liegt, in dem der Schrittmol or S jeden einzelnen Impuls verarbeiten kann. Diese Impulsfolge veränderbarer Frequenz wird von der Hilfssteuereinrichtung 300 unmittelbar über das nun offene Tor 304 dem Tor 305 und von dort dem Motor 5 zugeführt. Somit werden also jetzt vom Impulsgenerator 52 keine Impulse an den Schrittmotor 5 geliefert. Die Impulsfrequenz wird nun in genau festgelegten Schritten gesteigert, bis die rolle erforderliche Impulsfrequenz erreicht wird. Nunmehr wird die Hilfssteuereinrichtung 300 abgeschaltet und der direkte Impulsfluß vom Generator 52 zum Schrittmotor S zugelassen, d. h. eingeschaltet.

Die Reduzierung eer Frequenz erfolgt derart, daß iurch Wald eines ausreichend großen Teilungsfaktors iie Frequenz anfangs auf einen ausreichend kleinen Wert gebracht und in Schritten von 1 auf 100% der impulsfrequenz gesteigert wird. Der Teilungsfaktor beträgt anfangs beispielweise 17/100, von dem au« die Impulsfrequenz mit einer Schrittweite von 1 aul 18/100, ΙΟ 100. 2O/IOO usw. bis einschließlich aul W/100 und j 00/100 gesteigert wird.
Dem S:hrittmotor S werden also immer nur so viel Impulse zugeführt, wie auch tatsächlich verarbeitci werden können.

Sobald der Anfangspunkt einer wendeiförmigen Nut erreicht ist. wird im Zähler 400 die Impulsfolge

eingestellt, die dem Winkelbetrag vom dem Anfangspunkt der einen wcndelförmigen Nut zum Anfangspunkt der nächsten wendelförmigen Nut entspricht. Während nun die eine wendeiförmige Nut geschnitten wird, wird jeder dem Schrittmotor S zugeführte Impuls auch dem Zähler 400 zugeführt. Jeder dort gezählte Impuls vermindert die Anzahl des eingestellten Impulsbetrages für den Anfangspunkt der nächsten wendelförmigen Nut um 1. Die am Ende des Schnittvorganges der einen wendelförmigen Nut im

Zähler 4Ο·0 noch verbleibende Impulsfolge ist dann diejenige Impulszahl, die dem Schrittmotor S vom Impulsgenerator 435 zuzuführen ist, um das Werkstück zum Anfangspunkt der nächsten wendelförmigen Nut zu verdrehen.

as Es gibt also folgende Möglichkeit der Lieferung von Impulsfolgen an den Schrittmotor S¹ und an den Zähler 400:

1. Ist die Impulsfrequenz nicht kritisch (von Anfang an oder nach dem Anfahrvorgang unter

Zuhilfenahme der Hilfssteuereinrichtung 300), so gehen die Impulse vom Impulsgenerator 52 über den Impulsteiler 100, das Tor 303
übe- den Impulsteiler 100, das Tor 303
a) aber das Tor 305 an den Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400.

2. Ist die Impulsfrequenz kritisch, dann kommen Impulsfolgen ausschließlich von der Hilfssteuereinrichtung 300 und gehen an das Tor 304 und

von dort

a) über das Tor 305 zum Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400.

3. Zum Einstellen in die nächste Anfangslage kommen Impulse ausschließlich vom Impulsgenerator 435 und gehen

a) über die Leitung 441 und das Tor 305 direkt zum Schrittmotor S und

b) über das Tor 342 an den Zähler 400. 50

Von der im Zähler 400 eingestellten Impulsfolge für die Einstellung in die nächste Anfangslage werden somit nur Impulse entsprechend 1, b), 2, b) und 3, b) abgezogen, also solche Impulse, die auch vom Schrittmotor S aufgenommen worden sind.

Nach F i g. 6 enthält der Impulsgenerator 435 für die Einstellimpulse (Teil-Einrichtung) eine Kippschaltung mit einem Transistor T, der zur Änderung der Frequenz in eine Schaltung eingeschaltet ist, die

einen Spannungsteiler aus dem Widerstand R₁ und dem in Reihe dazu geschalteten Kondensator C₂ enthält. Der Ausgang der Kippschaltung gelangt auf einen Einzelimpulsmultivibrator 43*· zur Verformung der Impulse in einen Standardimpulszug. Der Emitter

des Transistors ist an die Verbindungsstelle des Widerstandes A₁ und des Kondensators C₂ angeschaltet. Eine Spannungsquelle, beispielsweise in Form der beiden Batterien V_n, und V_L0 kann wechselweise

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an den Umschaltpunkt eines Relais 437 angeschaltet werdcn. Dieser Umschaltpunkt des Relais 437 ist an einen Spannungsteiler angeschaltet, der aus einem Widerstand R._t und dein Kondensator C₁ besteht und an dem die Spannung I \ abgenommen wird.

Bei konstantem Wert V₁ hängt die Frequenz des Impulsgenerator· von den Werten /{, und C₁ ab. Wird eine Spannung V₁ an R₁ und C, gelegt, dann lädt sich C, über R₁ auf die Spannung V₁ auf. Solange die Spannung V_n niedrig ist. und den Emitter des Transistors T rückwärts vorspannt, lädt sich der Kondensator C, weiter auf. Wird jedoch die Spannung V/. max erreicht, dann wird der Emitter nach vorwärts vorgespannt, und es fließt Emitterstrom, wobei sich der Kondensator C₂ auf eine Spannung V_Y min entlädt. Nunmehr beginnt sich der Kondensator C, erneut auf die Spannung V₁ aufzuladen Jnter Vernachlässigung der Kondensator-Entladezeit wird die Frequenz allein durch die für die Aufladung von C, auf die Spannung V_f max erforderliche Zeit bestimmt.

Die für die Aufladung von C₂ auf V₁. max erforderliche Zeit läßt, sich durch gemeinsames oder einzelnes Ändern von R_v C, oder V₁ ändern. Zweckmäßig hält man R₁ und C₁ konstant und variiert nur V_v Die Änderung der Spannung V₁ erfolgt durch Ändeni der Spannung an der Widerstands-Kapazitätschaltung R^IC_x. Dient diese Schaltung nicht zur Einstellung, dann ist das Relais 437 stromlos, und die Spannungsquelle V₁₀ wird an R₃ und C₁ über den normalerweise geschlossenen Kontakt angeschaltet, C₁ lädt sich bis auf V_1n auf, und die Spannung bei V_x ist derartig, daß die Generatorimpulsfrequenz 65 Impulse pro Sekunde beträgt. Wird ein Einstellbcfehl durch die Vorrichtung 340 nach F i g. 5 erzeugt, dann wird das Relais 437 erregt, sein Kontakt schaltet V_1n an /?., und C₁ an, und C₁ lädt sich über R_x auf V₁₁₁ auf. Die Spannung V_x am Kondensator C₁ nimmt auf V₁₁₁ zu. und die Frequenz des Impulsgenerators steigt von 65 Impulsen pro Sekunde auf 670 Impulse pro Sekunde. Die Frequenz des Impulsgenerators bleibt bei 670 Impulsen pro Sekunde, bis ein Vci/ögerungsbefehl von dem Zählwerk 438 (F i g. 5) erzeugt und das Relais 437 stromlos gemacht wird. Der normalerweise geschlossene Kontakt des Relais 437 kommt erneut mit der Spannungsquelle V_1n in Verbindung, und der Kondensator C₁ entlädt sich nunmehr auf V_1n. Die Spannung V_x nimmt längs der Kondensatorentladekurve ab. und die Frequenz des Impulsgenerators vermindert sich entsprechend auf die Grundfrequenz von 65 Impulsen pro Sekunde.

Der bei der dargestellten Vorrichtung verwendete Impulsteiler 100 weist ein binärverschlüsseltes Dezimalzählwerk mit Dreierdekade auf. Dieses Zählwerk zählt bis zu jeder von den Schaltern 101, 102 und 103 (Fig. 1) bestimmten Zahl und liefert dann im Zusammenhang mit einer Koinzidenzschaltung einen Ausgangsimpurs. Das Zählwerk ist somit in der Lage, die ihm zugeführten Impulse /₀ durch eine auf den Schaltern eingestellte Zahl zu dividieren. Eine Dekade mit den Schaltern, dem Zählwerk und der Koinzidenzschaltung ist in F i g. 7 wiedergegeben.

Die Dekade besteht aus vier bistabilen Multivibratoren bzw. Flipflop-Schaltungen 110, 111, 112 und 113, die in RST-Folge (Rückstellung, Einstellung, Auslösung) geschaltet sind. Außerdem sind zwei Diodenwiderstands-UND-Stromtore 12i und 122 vorgesehen. Die Multivibratoren und die UND-Stromtore werden zu einem Vierstellen-Dezimalzählwerk mit Binärverschlüsselung kombiniert, welches im Bimirsystem bis zu neun zählt und sich beim zehnten Impuls zurückstellt. In jeder Zählstellung des Zählwerks zeigt eine negative Spannung auf der rechten Seite eine 1 an, während eine negative Spannung auf der linken Seite anzeigt, daß sich eine binäre l in dieser Stellung befindet. Im normalen

ίο Null-Zustand des Zählwerkes haben die vier Stufen alle negative Ausgangsspannung auf der rechten Seite, wie es durch die 1 in dem Kasten auf dieser Seite angedeutet ist, und die Massespannung liegt auf dem Ausgang der linken Seite, wie es durch die 0

is auf der linken Seite angedeutet ist.

Die Grundoperation der Einzeldekade des Zählwerkes nach F i g. 7 wird nunmehr im Zusammenhang mit derTabelle beschrieben, unter der Annahme, daß das Zählwerk auf 0 stand und daß Impulse /„

der T-Klemme der ersten Flipflop-Schaltung HO zugeführt werden. Der Übergang von 1 zu O beim ersten Impuls in das Zählwerk ändert die Flipflop-Schaltung 110 in den Zustand 1, d. h., die Schaltung

110 hat auf der linken Ausgangsseite eine negative Spannung, wie es durch die 1 in der Nähe dieses Ausgangs angedeutet ist. 1 und T oberhalb der Flipflop-Schaltung haben die Bedeutung, daß eine negative Spannung am linken Ausgang anzeigt, daß die Stellung der Flipflop-Schaltung einet¹ binären 1 entspricht, während eine negative Spannung am rechten Ausgang bedeutet, daß die Stellung der Flipflop-Schaltung einer T oder Binär-0 entspricht. Nun kann das UND-Stromtor 121 schalten, weil beide Eingänge (1 und 8) sich in dem 1 (negativen)-Zustand befinden. Der 1-Ausgang des Stromtores 121 wird dem T-Eingang der Zweistellungs-Flipflop-Schaltung

111 eingespeist. Nach dem ersten Impuls sind die Zustände der Flipflop-Schaltungen wie in der Tabelle angegeben, und zwar in der Zeile, die durch den Impuls Nr. I identifiziert ist, und der Ausg&.ig des Zählwerkes ist eine binäre 1.

8S43221T Nr. des Impulses

01010101 0

0 1 0 1 0 1 1 0 1

01011001 2

01011010 3

01100101 4

01100110 5

OiIOlOOl 6

01101010 7

10010101 8

10010110 9

01010101 10

Der zweite Impuls ändert die Flipflop-Schaltung 110 auf 0 oder I, und das Stromtor 121 wird abgeschaltet. Der Übergang von 1 auf 0 bei diesem Stromtor 121, der auf den T-Eingang der Flipflop-Schaltung 111 aufgebracht wird, schaltet diese Flipflop-Schaltung. Nach dem zweiten Impuls ist der Zustand der vier Flipflop-Schaltungen so, wie er aus der entsprechenden Zeile der Tabelle ersichtlich ist.

Wenn weitere Impulse auf dem T-Eingang der Flipflop-Schaltung HO übertragen, werden, laufen die Stufen des BinärzOilwerkes durch den normalen Bmärfortschritt in offensichtlicher Weise bis zum

4	2	1
2-'	2'	2"
O	I	1

11 ^υ 12

aelian ImpJs. Wenn dieser Impuls ankommt, dann angegeben, wobei die Reihenfolge der Stelle¹,, umge·

befinden sich die Flipflop-Schaltungen, wie aus der kehrt ist:
Tabelle ersichtlich, im Zustand nach dein siebten

Impuls. Der achte Impuls schaltet die Flipflop- 8

Schaltung JIO in den Rückstellzustand, und die 5 2^:1

zweite und vierte Stellung (Flipflop-Schahungen 111, O
112) folgen im normalen Fortschritt. Der Übergang

von 1 auf 0 vom linken Ausgang der Flipflop-Schal- Die Arme 134, die zu den entsprechenden Schaltung 112 bringt einen Impuls auf den Eingang der lerplatten gehören, sind an die Ausgänge de- ent-Flipflop-Schaltung 113 auf, wodurch diese in den 10 sprechenden Stellen des Zählwerkes durch die Ko-1-Zustand geschaltet wird. Das UND-Strcmtor 121 inzidenzschaltung angeschlossen, von der nunmehi wird nunmehr durch den O-Ausgang von der eine Stellung beschrieben v/erden soll.
S-Klemme der Flipflop-Schaltung 113 abgeschaltet, Nimmt man an, daß die zu der Stellung 2° gehörig« während das UND-Stromtor 122 durch 'Jen 1-Aus- Platte am linken Ende der Reihe der Betrachtung gang von der 8-Klemme der Flipflop-Schaltung 113 15 zugrunde gelegt wird, so ist darauf hinzuweisen, dat teilweise in den leitenden Zustand versetzt wird. In die Klemmen auf der Platte in sich überlappender diesem Augenblick stehen die Flipflop-Schaltungen abwechselnder Anordnung geschaltet sind, wobei alls in dem Zustand, der in der Tabelle nach dem Im- ungerade bezeichneten Klemmen an — 12VoIt angepuls Nr. 8 dargestellt ist. schaltet sind, welche Spannung eine Binärzahl 1

Der neunte Impuls ändert die Flipflop-Schaltung ₂₀ wiedergibt, während die geradzahligen Klemmen alle

HO. und ihr 1-Zustand wird auf das Stromtor 121 an die O-Volt-Klemme angeschaltet sind, welche eine

übertragen, das nicht anspricht, weil sein rechter Ein- Binärzahl 0 oder T wiedergibt. Somit ist bei dei

uang im T-Zustand steht. Das Stromtor 122 wird wiedergegebenen Einstellung der Arm 134 de- Schal-

durch den gleichen 1-Jmpuls von der Flipflop-Schal- terplatte 130 an —12 Volt angeschaltet,

tung 110, linker Ausgang, geschaltet und sendet eine 25 In der entsprechenden Stellung des Zählwerkes isl

i zu der T-KIemme dcr^Flipflop-Schaltung 113. Die der T-Ausgang über die Diode 135 an den Wider-

Vicrerstellung steht nunmehr, wie es in der Tabelle stand R. 1 angeschaltet, während der 1-Ausgang übei

nachdem Impuls Nr. 9 gezeigt ist. die Diode 136 an den Widerstand Rl angeschaltet

Der zehnte Impuls stellt die Flipflop-Schaltung 110 ist. Der Widerstand Rl ist unmittelbar an den Arm

zurück, ohne Einfluß auf die Flipflop-Schaltung 111, 30 des Schalters angeschaltet, während der Widerstand

icdoch wird die Flipflop-Schaltung 113 durch den R 2 an den Arm über einen Umformer oder Wandle!

Übergang von 1 auf 0 vom Stromtor 122 zurück- 137 angeschaltet ist.

ycsteflt. Die vier Stufen stehen nunmehr in der Stel- Die Verbindungsstellen der Diode 135 und des

luns. wie es nach dem Impuls Nr. 10 in der Tabelle Widerstandes 7?1 und der Diode 136 und des Wider-

üe/oigt ist. 35 Standes R 2 sind über entsprechende Drähte und

Der 8-Auseang der Flipflop-Schaltung 113 ist an entgegengesetzt gerichtete Dioden 138 bzw. 139 an

U-JH T-Eingang "der ersten Flipflop-Schaltung der das Ende eines Widerstandes 140 gelegt, welchei

i.achsthöheTenDekade des Zählwerkes angeschaltet, ^-6VoIt am anderen Ende aufweist und mittig voi

!ic nicht dargestellt ist. Auf diese Weise sendet die der Basis eines Transistors 141 abgegriffen ist."

i üptlop-Schaltung 113 bei der Rückstellung auf 40 Bei der Einstellung nach Fig. 7 ist der Spannungs-

^rii;md des zehnten Impulses einen Impuls des Über- wert auf beiden Seiten von R2 gleich 0 und damit

:;iras .on 1 auf 0 auf die erste Flipflop-Schaltung die Spannung bei A und an der Kathode von 139

:.r nächsthöheren Dekade und addiert eine 1 zu positiv bezüglich der Platte des Schalter . wobei eine

lieser Dekade. Eine ähnliche Kopplung ist zwischen Vorspannung der Diode in Rückwärtsrichtung ent-

Ut zweiten und dritten Dekade vorgesehen. 45 steht, die nur einen Leckstrom durch sie erlaubt.

Das Drei-Dekaden-Speichersystem, welches durch Der Spannungspegel an R 1 ist folgerichtig 1, weil

:■_ Steigunaseinstellungsschalter 101 bis '..03 ge- beide Seiten des Widerstandes den gleichen Span-

:uert ist. bestimmt die Zahl, bis zu der das Drei- nungspegel, nämlich — 12VoIt aufweisen. Infol.r ·

Dekaden-Zählwerk zählt, bevor ein Ausgangssignai dessen ist der Pegel am Punkt B bei 1. Dies fül.rl

entsendet wird. Nochmals sei gesagt, daß nur die 50 dazu, daß die Kathode ?on 138 negativ wird und die

am wenigsten \vichtige Dekade der Steigungseinstet- Diode in Vorwärtsrichtung leitend vorgespannt ist

iunssschalter in F i gT7 wiedergegeben ist. Jede Stel- Die Spannung bei C befindet sich annähernd auf den

lung des Schalters entspricht einer einzigen Dezimal- Pegel von 1, so daß der Transistor 141 an seinei

7λ\λ\ zwischen 0 und 9. Dis gewöhnlich der Zahl Basis auf 1 steht und sein Ausgangssignal an da;

zuegordnete Gewicht wird durch ihre Stellung von 55 UND-Stromtor 123 gleich 0 ist.

links nach rechts bestimmt, d. h., je nachdem, ob Wenn der nächste Impuls das Binärzählwerk ir

sic in der ¹O¹- 10°- oder IQ-'-Dekade steht. den 1-Zustand bringt, dann ist Koinzidenz zwischer

Der Schalter weist vier Platten 130, 131. 132, 133 der Schaltereinstellung und dem Zustand der Flip-

auf. die auf einer einzigen Welle befestigt sind, und flop-Schaltung 110 vorhanden. Die Diode 136 hai

m so geschaltet, daß eine Binärzahl in der Form 60 ε η ihrer Anode den Zustand 1 und wird rückwärt:

1-9-4-8 oelesen von links nach rechts im Schaltbild, vorgespannt, wobei der Pegel bei A annähernd Λ

aleich de'r Dezimalzahl entsteht, die durch die Stel- oder OVoIt beträgt. Die Diode 135 steht an ihrei

iunc wiedergegeben wird, auf die der Schalter ein- Anode auf 0 und ist nach vorn vorgespannt, wöbe

gestellt ist Die" erste Platte 130 trägt die 2°, die zweite der Pegel bei B ebenfalls annähernd 0 ist. Nun sine

die 2¹ die dritte die 2- und die vierte die 2³ bei. 65 an den Kathoden der Dioden 138 und 139 0-Zu-

Wird beispielsweise eine dezimale 3 auf einem Schal- stände, und sie sind rückwärts vorgespannt.

ter aewählt dann entspricht der Ausgang von den Wenn dies die einzigen beiden Verbindunger

Schalterleituneen binär der Dezimalzahl 3, wie unten wären, weiche die Spannung an der Basis des Tran-

3 90 3

sistors 141 beeinflussen, dann gäbe es eine Änderung in den nichtleitenden Zustand, und an das UND-Stromtor 123 würde eine 1 geliefert werden. Der Zustand des Transistors 141 wird jedoch beeinflußt durch die Vergleichskreise aller Einstellungsstellungen aller drei Dekaden. Es ist für alle Dioden, wie 139 und 138, erforderlich, rückwärts vorgespannt zu sein, bevor die Spannung an der Basis des Transistors 141 so ansteigen kann, daß sich sein Zustand zur Einstellung einer 1 an seinem Ausgang ändert. Sobald dies auftritt, liefert der gleiche Impuls, welcher die letzte Änderung des Zählwerkes hervorgerufen hat und welcher durch den Verzögerungs-

kreis 142 verzögert wird, das andere Eingangssignal zum UND-Stromtor 123 und verursacht dnen 1-Ausgang, der über das ODER-Glied 124 zur Rückstellung des Zählwerkes führt.

Der 1-Ausgang am Stromtor 123 tritt auf, nachdem eine Anzahl von Impulsen gleich der Anzahl, die in den SteigungseinstellungsschaUern 101 bis 103 eingestellt ist, dem Zählwerk geliefert wurde. A.uf diese Weise ist die Frequenz f_l der von dem Impuls-ίο teiler 100 ausgehenden Impulse derart, daß der Schrittmotor sich mit der korrekten Geschwindigkeit dreht, um eine Wendel mit der gewünschten Steigung zu erzeugen

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung Patentansprüche: für Werkzeugmaschinen, bei denen ein einem ersten Bewegungsablauf in bestimmbarer Weise zugeord-

1. Antriebsvorrichtung für Werkzeugmaschi- neter zweiter Bewegungsablauf mittels eines elektrinen, bei denen ein einem ersten Bewegungsablauf 5 sehen Schrittmotors realisierbar ist, der durch Imin bestimmbarer Weise zugeordneter zweiter Be- puisfolgen betätigbar ist, die aus dem ersten Bewewegungsablauf mittels eines elektrischen Schritt- gungsablauf ableitbar sind.

motors realisierbar ist, der durch Impulsfolgen Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf betätigbar ist, die aus dem ersten Bewegungs- einen Stand der Technik von AntriebsvrK.ichtungen ablauf ableitbar sind, dadurch gekenn- io für Werkzeugmaschinen Bezug, wie er in der USA.-zeichnet, daß zum Herstellen mehrerer gegen- Patentschrift 3 075 095 beschrieben ist. Dort wird einander versetzter, wendeiförmiger Nuten der der Längsvorschub des Werkstückes durch einen erste Bewegungsablauf durch eine Längsvor- Motor verursacht, der eine Schraubspindel antreibt, Schubbewegung des Werkstückes und der zweite auf der ein Werkstückhalter im Gewiadedngriff mit Bewegungsablauf durch eine Drehbewegung des 15 der Spindel angeordnet ist. Bei einer Drehbewegung Werkstückes gebildet sind, daß die Zuordnung des Motors wird nicht nur das Werkstück längsbeider Bewegungsabläufe durch einen einstell- verschoben, sondern auch eine auf der Schraubspinbaren Impulsteiler (100) bestimmbar ist, daß eine del angeordnete Magnetbandtrommel gedreht. Mit HilfsSteuereinrichtung (300) vorgesehen 1st, mit der Trommel steht ein Abnahmekopf im Eingriff, in deren HlHt dem Schrittmotor (S) während seiner 20 welchem Impulse entsprechend einem auf der Trom-Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge eine mel gespeicherten Programm erzeugt werden. Diese von der normalerweise wirksamen Impulsfolge Impulse durchlaufen einen Auf- und Abwärtszähler abweichende, in ihrer Frequenz veränderbare, und gelangen von ihr zu einem Impulsgenerator, der eine schritthaltende Bewegung des Schrittmotors Impulse auf einen Schrittmotor abgibt, der eine (S) gewährleistende Impulsfolge zuführbar ist, 25 Schraubspindel antreibt, die ihrerseits einen Werkwenn die Frequenz der normalerweise wirksamen zeughalter trägt. Auf diese Weise wird das im Werk-Impulsfolge einen für schritthaltendes Anlaufen zeughalter befestigte Werkzeug, das zur Bearbeitung und Abbremsen des Schrittmotors (S) zulässigen des Werkstückes dient, entsprechend einem auf der Wert übersteigt, daß ferner die dem Schrittmotor Magnetbandtrommel vorgegebenen Programm in (S) zugef ^;hrten Impulse in einem Zähler (400) 30 Abhängigkeit von dem Längsvorschub des Werkspeicherbar sind und daß der Schrittmotor (S) Stückes gesteuert, und zwar mittels Impulsfolgen, die nach Durchführen, einer Arbeitsganges, d. h. von dem Impulsgenerator ausgehen,
nach Herstellen einer Nut in die der Anfangs- Als Kontrolle für die tatsächlich vom Schiittmotcr stellung des folgenden A.rbeitsganges entspre- verarbeitete Impulszahl ist auf der zugehörigen chende Winkellage drehbar ist, dadurch, daß dem 35 Schraubspindel ein Magnetband mit einem Abnahme-Schrittmotor (S) von einem Impulsgenerator kopf vorgesehen, der eine Impulsfolge entsprechend (435) Einstellimpulse zuführbar sind, deren An- der tatsächlichen Umdrehung der Schraubspindel zu zahl jeweils aus der unterschiedlichen Winkellage dem Auf- und Abwärtszähler führt, wo ein Vergleich der Anfangsstellungen der aufeinanderfolgenden zwischen den Impulsfolgen, die von den beiden Ab-Arbeitsgänge einerseits und aus dem die End- 40 nahmeköpfen veranlaßt werden, erfolgt. Ergibt sich Stellung des vorhergehenden Arbeitsganges kenn- eine Differenz zwischen den beiden Impulsfolgen, zeichnenden Speicherstand des Zählers (400) an- dann ist dadurch angezeigt, daß das programmdererseits resultiert. gemäße Verhältnis zwischen dem Längsvorschub des

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, da- Werkstückes und dem Längsvorschub des Werkdurch gekennzeichnet, daß der Impulsteiler (100) 45 zeuges nicht eingehalten ist, und die Antriebe werein binär verschlüsseltes Dezimalzählwerk auf- den stillgesetzt.

weist> an das über eine Koinzidenzschaltung Eine solche Rückkupplung läßt sich gegebenenfalls

Dekadenschalter (101 bis 103) angeschaltet sind, vorteilhaft bei Bearbeitungsvorgängen anwenden, wo

deren Einstellung die Zahl ergibt, durch die die es darauf ankommt, Linsen mit einer Genauigkeit von

dem Impulsteiler (110) zugeführte Impulszahl 50 0,00000025 Zoll zu bearbeiten. Bei Fehlern nimmi

geteilt wird. man in Kauf, daß — veranlaßt durch die Rück-

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 kopplungskontrolle — der gesamte Bearbeitungsvoroder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs- gang gestoppt wird, auch wenn sich hierbei Schäder Steuereinrichtung (300) durch eine Entschei- am Werkstück und/oder am Werkzeug ergeben. Selbs dungseinrichtung (200) schaltbar ist, die bei Im- 55 wenn Beschädigungen ausgeschlossen sein sollten pulszahlen oberhalb des zulässigen Wertes den ist es äußerst schwierig, die angestrebte Genauigkei direkten ImpulsfluB vom Impulsgenerator zum der Bearbeitung beim Wiedereinschalten der An Schrittmotor blockiert. triebe noch zu erreichen.

4. Antriebsvui richtung nach einem oder meh- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabi reren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- 60 zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs er zeichnet, daß der Impulsgenerator (435) für die wähnten Gattung zu schaffen, die es ermöglicht, dal Einstellimpulse einen veränderlichen Impulsver- in einem weiten Bereich einstellbarer Größenverhält vielfältiger mit einem Transistor (T) in einer nisse des ersten Bewegungsablaufs gegenüber den Spannungsteilerschaltung (R₁, C₂) enthält. zweiten Bewegungsablauf Impulsfolgen, die zur gc

65 nauen Bestimmung der Lage, beispielsweise de

Werkstückes während des Drehvorschubs dienen

nicht verlorengehen, sondern die dem Schrittmoto

zugeführten Impulse auch grundsätzlich von dieser