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DE2348026A1 - Verfahren und vorrichtung zum bremsen und weiterschalten einer schnellaufenden werkzeugmaschinenspindel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bremsen und weiterschalten einer schnellaufenden werkzeugmaschinenspindel

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Publication number
DE2348026A1
DE2348026A1 DE19732348026 DE2348026A DE2348026A1 DE 2348026 A1 DE2348026 A1 DE 2348026A1 DE 19732348026 DE19732348026 DE 19732348026 DE 2348026 A DE2348026 A DE 2348026A DE 2348026 A1 DE2348026 A1 DE 2348026A1
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DE
Germany
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braking
speed
spindle
signal
switching
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Withdrawn
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DE19732348026
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Pierre Riss
Claude Sebire
Jean-Pierre Vignaud
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Renault SA
Original Assignee
Renault SA
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Publication date
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/20Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/22Control or regulation of position of tool or workpiece
    • B23Q15/26Control or regulation of position of tool or workpiece of angular position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D71/00Mechanisms for bringing members to rest in a predetermined position
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/43Speed, acceleration, deceleration control ADC
    • G05B2219/43006Acceleration, deceleration control

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

PATENTANWÄLTE 8900 Augsburg-GSgging.ii, den 24· 9· ^973 VOn-EiChOTdOrH-SfToBeIO - o . o n o c
dr.ing. E. LIEBAU 234 8
r-iioi ΐΜΛ Γ2. I ΙΕΓΕ3ΔΙΙ UnserZeichen R 9212/p
DIPL. ING. KJl. UCDAU (Bei Rückantwort bitte angeben) Ihr Zeichen
REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola
Bilitencourt (Seine) Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zum Bremsen und Weiterschalten einer sehneHäufenden Werkzeugmaschinenspindel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bremsen einer sehne Häufenden Wer Jczeugma schinenspindel in einer vorgegebenen Winkelstellung.
Diese Vorrichtung, die an Werkzeugmaschinen mit sehr kurzen Arbeitstakten (beispielsweise an Transfermaschinen) angeordnet werden kann, muß das Abbremsen und das Weiterschalten sehr schnell ausführen können, damit ein Arbeitsspiel von kurzer Dauer nicht durch einen zu hohen Anteil Standzeit verlängert wird.
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Die üblicherweise zur Lösung dieser Aufgabe angewandte Technik besteht darin, eine ganz plötzliche Abbremsung vorzunehmen, damit die Spindeldrehzahl von ihrem Wert ω , , den sie während des Bearbeitungsvorgangs einhält, auf " einen Drehzahlwert CO- fällt, bei dem eine Weiterschaltung möglich ist. Wird diese Drehung CO. festgestellt, so wird die Spindel zwangsweise mitgenommen, die Einleitung der Schaltbewegung wird vorgenommen, und dadurch für das Arbeiten einer Schaltmechanik gesorgt.
Die Einrichtungen, mit denen derartige Vorgänge bislang durchgeführt wurden, erforderten somit einen schnellaufenden und einen langsamlaufenden (elektrischen oder hydraulischen) Motor, eine Anordnung für die Ermittlung des Dpehzahlbereichs und eine Mechanik zum Weiter schalten und für» das Ablaufen des Schalt sy stems· Ferner sind wegen der Trennung von Abbremsen und Weiterschalten verhältnismässig lange und kaum herabzusetzende Betriebszeiten erforderlich. Tatsächlich läßt sich nur die Abbremszeit herabsetzen, und zwar nur um einen sehr kleinen Betrag, denn man erreicht schnell Verzögirungswerte, die Schaden an der Mechanik stiften. Das Weiterschalten erfordert die längste Zeit; sie kann maximal bis zu einer vollständigen Umdrehung - der langsamlaufenden Spindel ausmachen.
Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf der Vorstellung, die Funktionen des Abbremsens und des Weiterschaltens miteinander zu verknüpfen und eine fortschreitende Verlang samung der Drehgeschwindigkeit herbeizuführen, ohne dazu eine Geschwindigkeitsstufe einzulegen.
Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung der Anfangspunkt (Stellung 'Zeitpunkt der Verzögerungsfolge1) der Weiter-
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BAD ORIGINAL
schaltung bei großer Drehgeschwindigkeit eingeleitet, d.h. ausgelöst, dann wird die Bremsung zumindest teilweise gemäß einer optimalen Drehzahl/Weg-Kurve von parabolischem Verlauf gesteuert. Auf diese Weise läßt sich •je nach den Bremsmöglichkeiten so schnell wie möglich erreichen, daß nach Durchlaufen einer vorgegebenen Wegstrecke die Drehgeschwindigkeit Null ist und die Tangente der Drehzahl/Weg-Kurve vertikal steht.
Es läßt sich leicht zeigen, daß die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Weg bei einer gleichförmig verzögerten Bewegung durch die Beziehung CJ - ~\/ k (Θ. - Θ) * auszudrücken ist, worin O^ die Strecke ist, nach deren Durchlaufen die Geschwindigkeit auf Null zurückgegangen sein soll. Daraus ergibt sich, daß, wenn es möglich ist, der durchlaufenen Strecke ein Gesetz des Geschwindigkeitsverlaufs von der Form
CO - ^yJ k (O1 - 9)
zuzuordnen, und wenn man die tatsächliche Spindelgeschwindigkeit gemäß dieser theoretischen Geschwindigkeit regelt, das Brems- und das Schaltproblem zugleich gelöst werden.
Die Vorrichtung zur Ausübung des genannten Verfahrens erfordert ausser einer Bremse, deren Moment kontinuierlich regelbar ist, nur eine einfache, preiswerte und robuste elektronische Ausstattung,
Die Vorrichtung kann insbesondere einen Meßfühler aufweisen, der die Abhängigkeit von der Winkelstellung der Spindel abgegebenen Impulse auffängt, die einem Zählglied zugeführt
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t ■■ -
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werden, das sie von einem vorgegebenen Anfangswert aus zählt, der dem verlangten Bremswinkelabstand entspricht, ferner ein UND-Gatter, das die Zählung nur zuläßt, wenn ein Bremsbefehl und ein Zeitsignal für den Schaltbeginn einläuft, wobei das numerische Ausgangssignal des Zählglieds in ein Analogsignal umgewandelt wird in einem Umsetzer, auf den ein Glied zum Ziehen der Quadratwurzel folgt, dessen Ausgangssignal, das der Sollgeschwindigkeit entspricht, mit der tatsächlichen Spindelgeschwindigkeit verglichen wird, um auf das Bremsmoment elektrisch einwirken zu können. ·
Bei Werkzeugmaschinen mit Präzisionsspindeln und bei Maschinen mit sehr kurzen Arbeitstakten ist es aber erwünscht, eine sehr hohe Genauigkeit in der Größenordnung eines Winkelgrads zu spielen, dabei aber mit kurzen Abbremszeiten zu arbeiten.
Bei der genannten Vorrichtung setzt die Arbeitsweise im Hinblick auf die Zeitkonstanten einer elektrisch betriebenen Bremse beim Kleben und Losbrechen (Größenordnung 0,13 see) und auf die verlangte Abbremszeit (beispielsweise 1 see) eine verhältnismässig schwache Verstärkung für die Geschwindigkeitssteuerschleife voraus. Ausserdem entfernt sich der Sollwert der Geschwindigkeit umso mehr von dem verlangten Wert, je mehr die Dauer und die Amplitude der "Stufen", nach denen dieser Sollwert Geschwindigkeit/Zeit sich entwickelt, anwächst, vor allem am Ende, des Bremsvorgangs, und die Umhüllende dieses Sollwerts, die theoretisch linear sein sollte, neigt in Wirklichkeit zu einem Parabelverlauf, der für die Endgenauigkeit nachteilig ist.
Han kann nun die erhaltene Genauigkeit verbessern und dabei die wünschenswerte Brems- und Weiterschaltschnellig-
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keit erhalten, indem man teilweise von dem angegebenen Verfahren in einer ersten Brems- und Schaltphase Gebrauch macht und am Ende der Phase zwei neue Phasen an dessen Stelle setzt, wodurch das gewünschte Resultat erzielt wird.
Das erfindungsgemässe Brems- und Weiterschaltverfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung in drei aufeinander folgenden Phasen gesteuert wird:
-. die erste gemäß einem praktisch linearen Abschnitt einer Geschwindigkeit/Zeit-Kurve, die der erwähnten Geschwindigkeit/Weg-Kurve mit Parabelverlauf entspricht, der numerisch definiert ist;
- die zweite gemäß einer linearen Geschwindigkeit/Zeit-Kurve, die durch einen Funktionsgenerator geliefert wird und unterhalb eines bestimmten Schwellwerts der ersten Phase ausgelöst wirdj
die dritte, die eine Blockierungs-Endphase darstellt, die aufgrund einer numerischen End-Information ausgelöst wird, die von der vorerwähnten numerischen Definition vorbestimmt ist.
Die Erfindung betrifft ferner zur Durchführung des Drei-Phasen-Verfahrens eine Brems- und Weiterschaltvorrichtung für eine Werkzeugmaschinenspindel oder ein ähnliches, in schneller Drehbewegung befindliches Teil und ist gekannzeichnet durch einen Meßfühler für Mehrfachimpulse, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Spindel abgegeben werden, einen Meßfühler für einen Bremsbeginnimpuls, der in einer vorgegebenen Winkelstellung der Spindel abgegeben wird, ein Zählglied mit vorwählbarem Ziffernstand, an das der erwähnte
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Meßfühler für Mehrfachimpulse angeschlossen ist, einen Zählfreigabekreis, der auf den Bremsbefehl anspricht und zwischen den Meßfühler für den Bremsbeginnimpuls und das Zählglied geschaltet ist und die Zählung erst von diesem Impuls ab freigibt, durch einen Digital/Analog-Umsetzer für die Ausgangssignale des Zählglieds, auf den eine Analogschaltung zum Bilden der Quadratwurzel (Radizierglied) folgt, welche Schaltung ein der Sollgeschwindigkeit der Spindel entsprechendes Signal abgibt, eine Schwellenvorrichtung, die auf eine bestimmte Schwelle des erwähnten Sollwertsignals in seiner linearen Entwicklung anspricht und mit einem linearen Funktionsgenerator zusammenwirkt, der ein zweites Signal abgibt, das der Sollgeschwindigkeit der Spindel entspricht, durch eine Umschaltvorrichtung, die auf die erwähnte Schwellenvorrichtung anspricht, um die aufeinanderfolgende Übertragung des ersten und des zweiten SollwertsignaIs auf einen Komparator zu bewirken, mit dem ein Generator verbunden ist, der ein Signal erzeugt, das der wahren Spindelgeschwindigkeit entspricht, eine Spindelbremss teuerung, die auf ein von dem Komparator abgegebenes Fehlersignal anspricht, und durch eine Schaltung, die den Komparator zwangsweise auf einen Zustand maximaler Bremsung bringt und die auf einen vorgegebenen numerischen Zustand einer abschliessenden Zählung des erwähnten Zählglieds anspricht.
Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Berücksichtigung der eine Ausführungsmöglichkeit zeigenden Zeichnungen, die folgendes darstellen:
Fig. 1 eine Kurve, die den optimalen Verlauf der Funktion Q> = f (Θ) gemäß der Erfindung veranschaulicht;
. Fig. 2 einen Funktionsschaltplan der Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens in einer ein-·
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zigen Phase;
Fig. 3 einen Funktionsschaltplan einer Brems- und Weiterschaltvorrichtung, die nach dem Diagramm in Fig, M-arbeitet;
Fig. 4- eine Geschwindigkeit/Zeit-Kurve der Spindel mit drei Brems-Weiterschalt-Phasen, wobei-Π. die Geschwindigkeit und T die Zeit bedeutet.
Fig. 1 gibt den Verlauf der die Funktion = f (Θ) darstellenden Kurve wieder, d,h, der Spindelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem bei dem Bremsvorgang zurückgelegten Weg·fo stellt die Arbeitsgeschwindigkeit der Spindel dar und es wird verlangt, daß diese Geschwindigkeit Null geworden ist, wenn die Strecke Θ. durchlaufen ist. Der optimale Verlauf dieser Kurve ist ein Parabelast. Man sieht, daß die Vorstellung einer Geschwindigkeitsstufe, die in den bekannten früheren Vorrichtungen anzutreffen war, völlig verschwunden ist, woraus sich.ein erheblicher Zeitgewinn ergibt, der eine schnelle, aber nicht plötzliche Abbremsung erlaubt.
Fig. 2 zeigt einen Funktionsschaltplan für eine Vorrichtung, die zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens bestimmt ist. Man sieht, daß diese Vorrichtung einen Impulsaufnehmer N 1 enthält, die die Impulse 0 aufnimmt, die beispielsweise von den Zähnen eines mit der schematisch durch B angedeuteten Spindel starr verbundenen Zahnrads herrühren, wobei die Zäv nezahl einen Faktor für die Genauigkeit des endgültigen Stillstands liefert.
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Diese Impulse werden in ein Zählglied 3 gegeben. Ein UND-Gatter 2 dient dazu, den Zählbefehl zu geben, der nur übertragen werden kann, wenn der Bremsbefehl gegeben worden ist und der Einleitungsimpuls für die Schaltbewegung aufgenommen worden ist. Dieses Zeitsignal für den Schaltbeginn wird von einem (nicht gezeichneten) Meßfühler geliefert, der an der Spindel angebracht ist.
Es zeigt sich somit, daß die in 3 durchgeführte Zählung erst beginnen kann, wenn eine genau definierte Spindelstellung erreicht ist, die durch den Meßfühler für das Zeitsignal für den Schaltbeginn gegeben ist. Die Zählung der Impulse β, die von dem Meßfühler 1 und den Zähnen auf der Spindel übertragen werden, erfolgt von einem vorgegebenen Anfangswert Q^ aus, der dem Winkelmaß des gewünschden Bremsweges entspricht. Die Zahl der von dem Zählglied ausgehenden Impulse beträgt somit Θ* - θ (wobei θ die Zahl der Impulse bedeutet, die der Stellung im Zeitpunkt T entspricht) und wird auf einen Digital/Analog-Umsetzer 4 über-
tragen, der ein Signal der Form (θ. - θ) ο abgibt,
wobei hier Λ die Arbeitsgeschwindig- ο keit der Spindel undTQ die Zeit bedeutet, die für die Bremsung bis zum Stillstand der Spindel vorgesehen ist. Dieses Signal wird einem analog arbeitenden Radizierwerk 5 zugeführt, das ein Signal abgibt, das der Sollgeschwindigkeit entspricht;
ο
Ausserdem kann mit einem Drehzahlgeber 6 die wahre Geschwindigkeit Ώ. der Spindel gemessen werden. Λ. und Λ were in 8 verglichen und das Ausgangssignal kann elektrisch auf
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das Moment der Bremse 7 einwirken, die durch Gleichstrom steuerbar» ist und auf die Geschwindigkeit Null bremsen soll. Der erzielte Bremsverlauf entspricht demjenigen nach Fig. 1.
Die Vorrichtung nach Fig. 3 weist zwei Spindeln 10 und auf, die untereinander durch schlupffrei arbeitende Transmissionseleiaente 12, etwa eine Kette oder einen Zahnriemen und ausserdem mit einer Antriebswelle 13 verbunden sind, auf der eine elektromagnetische Bremse 14 angeordnet ist und die mittels einer Kupplung 15 an einen elektrischen Antriebsmotor 16 angeschlossen ist.
Die eine Spindel 10 dient hiernach als Antrieb für das zu bearbeitende Werkstück 17, während die andere Spindel ein Vergleichsteil 18 antreibt. Mit den Spindeln, hier von der Spindel 11 ausgehend, erfolgt der Antrieb eines Drehzahlgebers 19 und eines Impulserzeugers 20, Der letztere ist hier als Scheibe ausgebildet, die eine Stellungsinforraationsspur 21 und einen Markierungsinformationspunkt 22 trägt, der dazu dient, das Zeitsignal für den Beginn des Brems- und Weiterschaltvorgangs abzugeben, welches Zeitsignal winkelmässig in dem Intervall zwischen zwei Stellungsinformationen liegt. Der Spur 21 und der von dem Punkt 22 beschriebenen Bahn gegenüber befinden sich ein Meßfühler 23 für die Aufnahme von Stellungsimpulsen und ein Meßfühler 24 für das Beginn-Zeitsignal} beide Meßfühler sind mit jeweils einem Impulsformerkreis 25 verbunden.
Ferner ist eine elektronische Verarbeitungsschaltung E vorgesehen, die einen weiteren Impulsformer- und Filterkreis 26 aufweist, mit dem durch eine Übertragungsleitung der Impulsforsaerkreis 25 der Informations-Elektronikgruppe Ei verbunden ist. Die aus dem Kreis 26 herrührende Anfangszeitsignal-Information wird in einen Speicher 27 gegeben,
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in den auch der Bremsbefehl gegeben werden soll, der von der Bearbeitungsprogranunsteuerung 28 herkommt. Der Speicher 27 steht mit einem Zählglied" 29 in Verbindung, dem ein Vorwählkreis 30 zugeordnet ist, der das Zählglied in einen vorgegebenen numerischen Zustand bringen kann, wobei das Zählglied normalerweise so von dem Speicher 27 beeinflußt ist, daß die Stellungsimpulse, die dem Zählglied unmittelbar aus dem Kreis 2 6 zugeführt werden, nicht abgezogen werden können. Die Ausgänge des Zählglieds 29 sind an einen Digital/Analog-Umsetzer 31 geführt, dessen Ausgang mit einem analog arbeitenden Radizierwerk 32 verbunden ist. Der Ausgang des Radizierwerks steht mit einem Leistungsverstärker 3 3 in Verbindung, der auch oberhalb des Radizierwerks 32 angeordnet sein könnte und der dazu dient, in Abhängigkeit von der Voreinstellung des Zählglieds den Maßstab des Geschwindigkeitssollwerts einzustellen, der die Analoggröße darstellt, die von dieser Schaltungsgruppe geliefert wird. Diese Größe wird normalerweise über den einen Weg I der beiden Wege I, II einer Umschalteinr ichtung 31 (hier als Relais mit Magnetanker 34a dargestellt) an ein Summierwerk 41a gegeben, von dort an einen Komparator 35, mit dem der Drehzahlgeber 19 verbunden ist und der ein in 3 6 verstärktes Fehlersignal abgibt, das dann der Steuerung 3 7 für die Abbremsung der Spindeln zugeführt wird. Mit 38 ist eine Vorrichtung bezeichnet, die dazu dient, den Maßstabsfaktor der Rückführschleife der Geschwindigkeitssteuerung einzustellen.
Der von dem Verstärker 33 abgegebene Geschwindigkeitssoliwert wird ferner auf den Eingang einer Schwellenvorrichtung 39 gegeben, die, ebenso wie ein Funktionsgenerator 40, auf einen bestimmten Ausgangsschwellenwert des Radiζierglieds 32 anspricht.
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Der Ausgang der Schwellwertschaltung 39 wird sowohl dem Funktionsgenerator 40 als auch der Umschaltvorrichtung 34 zugeführt, an dessen zweiten Leitungsweg II der Ausgang des Funktionsgenerators angeschlossen ist.
Der Generator 40 dient dazu, eine lineare Funktion zu erzeugen, deren Neigungsmaß regelbar ist und die Sollgeschwindigkeit der gezeichneten Spindeln in der Phase II (Fig, 4) wiedergibt, was leicht durch Zusammenfassung eines Summierglieds mit variabler Verstärkung und eines Integriergliedes mit verstellbarer Neigung erreichbar ist. Ausserdem steht das Zählglied 29 mit einem Kreis 11 in Verbindung, der auf einen vorbestimmten Zählzustand anspricht; das kann beispielsweise ein logischer Operator NICHT UND (NI) sein, der auf den Zustand 0 aller Ausgänge des Zählglieds anspricht und eine die Stellungsblockierung der Spindeln auslösende Schaltung darstellen kann, deren Ausgang mit dem Summierglied HIa zwischen der erwähnten Umschaltvorrichtung 34 und dem Komparator 35 verbunden und auf eine Höhe derart eingestellt ist, daß er über den Komparator eine maximale Abbremsung der Spindeln auslöst.
Die Bremssteuerung 37 steht ferner mit der Programmsteuerung 28 für die Bearbeitung in Verbindung, um dorthin die Information des Nicht-Bremsens zu übertragen, welche Information einen Teil der Bedingungen ausmacht, die die Bearbeitung zulassen. Eine solche Vorrichtung arbeitet f οlgendermaßen t
Während des Bearbeitungsvorgangs dient die Elektronikgruppe E nur dazu, die Bremse 14 unwirksam zu halten, welche Vorschrift dadurch verwirklicht wird, daß das Zählglied in der erwähnten Weise auf seinem vorgewählten numerischen
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Zustand gehalten wird, der über den Leitungsweg I übertragen wird.
Wenn die Bearbeitung abgeschlossen ist, wird der Kupplung 15 ein Entkupplungsbefehl aus der Programmsteuerung 28 zugeleitet (oder ein Befehl zum Abschalten des Motors 16, wenn eine Kupplung nicht vorgesehen ist), und sobald der Motor abgetrennt ist, gibt die Steuerung 28 den Bremsbefehl an den Speicher 2 7, der dann aktiviert werden wird, sobald die erste, von dem Meßfühler 24 ausgehende Anfangszeitsignal-Information über die Kreise 25 und 26 eintrifft. Sobald der Speicher auf diese Weise aktivaart ist, endet die Zwangsbeeinflussung des Zählglieds 29 und die von dem Meßfühler 23 über die Kreise 25 und 26 einlaufenden Stellungsimpulse beginnen gezählt zu werden. Durch den Umsetzer 31, das Radizierwerk 32 und den Verstärker 33 wird ein der Sollgeschwindigkeit der Spindeln entsprechendes Analogsignal über den Leitungsweg Γ von der Umschaltvorrichtung 3 4 auf die Brems steuerung 37 übertragen, wobei diese Brems/Weiterschalt-Phase der mit I bezeichneten Phase in dem Geschwindigkeit/Zeit-Diagramm nach Fig. 4 und insbesondere der Phase des linearen Verlaufs des Sollwerts entspricht, welche .Phase dem gestrichelt gezeichneten parabolischen Verlauf vorangeht, der unterhalb einer bestimmten Schwelle einsetzt.
Wenn diese Schwelle erreicht ist, werden die Schwellenvorrichtung 39 sowie der Funktionsgenerator 40 aktiviert, während die Umschaltvorrichtung 3 4 den Leitungsweg I unterbricht und den Leitungsweg II aufbaut, durch den der Funktionsgenerator 40 derart mit dem Komparator 35 verbunden wird, daß der erstere ohne Unterbrechung die zweite Brems-Weitersehalt-Phase nach der in der Geschwindig-
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keit/Zeit-Kurve nach Fig. h gezeichneten linearen Beziehung hervorbringt.
Wenn dann die Spindeln der gewünschten Anhaltstellung näherkommen, löst der Kreis 1H, 41a, und zwar für einen vorgegebenen Endzustand des Zählglieds 29, z.B. für den Zustand 0 an allen Ausgängen, über den Leitungsweg III aufgrund dieser numerischen (und nicht mehr analogen) Information den Befehl zu maximaler Bremsung der Spindeln aus, deren Anhaltbewegung nun auf einem vorgesehenen Wege erfolgt, dessen Konstanz leicht die gewünschte Winkelgenauigkeit, und zwar insbesondere im Winkelgradbereich, zu erreichen erlaubt.
Diese Phase ist auch als Phase III in der Geschwindigkeit/Zeit-Kurve nach Fig. 4 enthalten.
Sobald kein Bremsbefehl mehr den Speicher 27 erreicht, wird das Zählglied 29 wiederum auf seinen vorgewählten numerischen Zustand gebracht, wobei die Umschaltvorrichtung 3b auf den Leitungsweg I zurückgeführt ist und die Bremssteuerung 37 zwangsweise die Bremse freigibt, wobei sie gleichzeitig den Beginn eines neuen Bearbeitungsspiels zuläßt.
Patentansprüche;
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Claims (1)

  1. Pat entansprüche
    l.j Verfahren zum Bremsen und Weitersehalten eines mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Teils, beispielsweise einer Werkzeugmaschinenspindel, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfangspunkt der Weiterschaltung bei großer Drehgeschwindigkeit ausgelöst wird, und daß die Bremsung zumindest teilweise gemäß einer optimalen Drehzahl/Weg-Kurve von parabolischem Verlauf gesteuert wird.
    Verfahren zum Bremsen und Weitersehalten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsung in drei aufeinanderfolgenden Phasen gesteuert wird: - die erste gemäß einem praktisch linearen Abschnitt einer Geschwindigkeit/Zeit-Kurve, die der erwähnten Geschwindigkeit/Weg-Kurve mit Parabelverlauf entspricht, der numerisch definiert ist; die zweite gemäß einer linearen Geschwindigkeit/Zeit-Kurve, die durch einen Funktionsgenerator geliefert wird und unterhalb eines bestimmten Schwellwerts der ersten Phase ausgelöst wird;
    die dritte, die eine Blockierungs-Endphase darstellt, die aufgrund einer numerischen End-Information ausgelöst wird, die von der vorerwähnten numerischen Definition vorbestimmt ist.
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    Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßfühler (1) vorgesehen ist, der die in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Spindel abgegebenen Impulse auffängt, die einem Zählglied (3) zugeführt werden, das sie von einem vorgegebenen Anfangswert aus zählt, der dem verlangten Bremswinkelabstand entspricht, ferner ein UND-Gatter (2), das die Zählung nur zuläßt, wenn ein Bramsbefehl und ein Zeitsignal für den Schaltbeginn einläuft, wobei das numerische Ausgangssignal des Zählglieds (3) in ein Analogsignal umgewandelt wird und in einem Umsetzer C1+), auf den ein Glied (5) zum Ziehen der Quadratwurzel folgt, dessen Ausgangssignal, das der Soligeschwindigkeit entspricht, mit der tatsächlichen Spinde!geschwindigkeit verglichen wird, um auf das Bremsmoment elektrisch einwirken zu können.
    Vorrichtung aum Bremsen und Weiterschalten für die Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Meßfühler (23), für Mehrfachimpulse, die in Abhängigkeit von der Winkelstellung der Spindel abgegeben werden, einen Meßfühler (24) für einen Bremsbeginnimpuls, der in einer vorgegebenen Winkelstellung der Spindel abgegebervwird, ein Zählglied (29) mit vorwählbarem Ziffernstand, an das der erwähnte Meßfühler (23) für Mehrfachimpulse angeschlossen ist, einen Zählfreigabekreis, der auf den Bremsbefehl anspricht und zwischen den Meßfühler (24) für den Bremsbeginnimpuls und das Zählglied (29) geschaltet ist und die Zählung erst von diesem Impuls ab freigibt, durch einen Digital/Analog-Umsetzer (31) für die Ausgangssignale
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    des Zählglieds (29), auf den eine Analogschaltung (32) zum Bilden der Quadratwurzel (Radizierglied) folgt, welche Schaltung (32) ein der Sollgeschwindigkeit der Spindel entsprechendes Signal abgibt, eine Schwellenvorrichtung (39), die auf eine bestimmte Schwelle des erwähnten Sollwertsignals in seiner linearen Entwicklung anspricht und mit einem linearen Funktionsgenerator (HO) zusammenwirkt, der ein zweites Signal abgibt, das der Sollgeschwindigkeit der Spindel entspricht, durch eine Ums ehalt vorrichtung (34), die auf die erwähnte Schwellenvorrichtung (39) anspricht, um die aufeinanderfolgende Übertragung des ersten und des zweiten Sollwertsignals auf einen Komparator (35) zu bewirken, mit dem ein Generator verbunden ist, der ein Signal erzeugt, das der wahren Spindelgeschwindigkeit entspricht, eine Spindelbremssteuerung (37), die auf ein von dem Komparator (35) abgegebenes Fehlersignal anspricht und durch eine Schaltung (41), die den Komparator (35) zwangsläufig auf einen Zustand maximaler Bremsung bringt und die auf einen vorgegebenen numerischen Zustand einer abschliessenden Zählung des erwähnten Zählglieds (29) anspricht·
    5, Vorrichtung zum Bremsen und Weiterschalten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte lineare Funktionsgenerator (40) aus einem Summierglied und einem Integrationsglied besteht.
    6. Vorrichtung zum Bremsen und Weiterschalten nach An-
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    spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Komparator zwangsweise beeinflussende Schaltung (1H) aus einem Summierglied (1Ha) besteht, das zwischen die
    genannte Umschaltvorrichtung (31) und den genannten Komparator (35) gelegt ist.
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DE2348026A 1972-09-26 1973-09-24 Vorrichtung zum Stillsetzen eines mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Maschinenteils, insbesondere einer Werkzeugmaschinenspindel, in einer vorbestimmten Winkelstellung Withdrawn DE2348026B2 (de)

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DE2348026A Withdrawn DE2348026B2 (de) 1972-09-26 1973-09-24 Vorrichtung zum Stillsetzen eines mit hoher Geschwindigkeit umlaufenden Maschinenteils, insbesondere einer Werkzeugmaschinenspindel, in einer vorbestimmten Winkelstellung

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