DE1427079C - Steuertaster fur eine Werkzeugmaschi nen Kopiersteuerung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Steuertaster für eine Werkzeugmaschinen-Kopiersteuerung mit einer mindcstens in einer durch zwei Raumkoordinaten definierten Ebene auslenkbaren Tasterspindel zur Abtastung einer Schablone, mit einem parallel zu dieser Ebene liegenden, die Auslenkung der Tasterspindel begrenzenden kreisförmigen Anschlag, mit an der Tasterspindel angelenkten Gebern zur Steuerung der dieser Ebene zugeordneten Stellmotoren sowie mit einer Vorsteuereinrichtung, die parallel zu dieser Ebene um einen senkrecht zu dieser Ebene angeordneten Teil der Tasterspindel mittels eines Schwenkmotors drehbar ist, die ein gegen die Tasterspindel mit einer Andrückkraft anliegendes Vorsteuerorgan und eine die Tasterauslenkung ermittelnde, als Dreistellungsschalter ausgebildete Meßeinrichtung aufweist, die bei Änderung der Schablonenkontur mittels des Schwenkmotors die Vorsteuereinrichtung samt Vorsteuerorgan so weit verschwenkt, daß die Andrückkraft nach dem Verschwenken wieder eine Komponente in Vorschubrichtung und der Normalen an der Schablone im Berührungspunkt ergibt.

Bei einer bekannten Kopiersteuerung dieser Art (USA.-Patentschrift 2 909 357) wird als Vorsteuerorgan ein federbelasteter Stift verwendet, der das untere Tasterende gegen die Schablonenkontur andrückt. Er steht etwa unter 45° zur Schablonenkontur.

Etwa in der Mitte der Tasterspindel ist eine Meßfläche vorgesehen, der gegenüber eine Meßdüse liegt. Sowohl die Meßdüse als auch die Meßfläche als auch die Tasterspindel als auch der Andrückstift sind in einem Gehäuse durch einen Schwenkmotor relativ zu diesem verschwenkbar. Die Wirkungsrichtung der Meßdüse stimmt nicht mit der Richtung der Andrückkraft überein, sondern steht senkrecht zur Schablonenkontur. Je nach Schablonenkontur kann sich der Spalt zwischen der Meßdüse und der Meßfläche vergrößern oder verkleinern oder einen Mittelwert annehmen. Je nachdem wird der Staudruck in der Meßdüse kleiner, größer oder bleibt auf einem bestimmten Wert. Dieser Staudruck kann einen Vorsteuerschieber in eine seiner drei Stellungen bringen, und der Vorsteuerschieber wiederum verursacht, daß der Schwenkmotor entweder links herum, rechts herum oder gar nicht läuft. Hierdurch erfolgt eine Nachführung.

Läuft die Tasterspitze jedoch in eine Modellkonturecke, die kleiner oder gleich 90° ist, so erfolgt ein Zurückstellen der Tasterspindel in die unausgelenkte Nullage, und zwar in einer Richtung, die in der Meßebenenfläche und senkrecht zur Längsachse der Tasterspindel steht. Damit ändert sich die Spaltbreite nicht, und der Schwenkmotor erhält keine Anweisung, den Schwenkkopf zu schwenken. Der Taster gelangt also aus solchen Ecken nicht mehr heraus, wodurch sein Anwendungsbereich stark eingeschränkt wird.

Da sich der Taster mit dem Schwenkkopf dreht, liegt er immer mit der gleichen Fläche an der Schablonenkontur an, so daß er dort bevorzugt abgenutzt wird.

Die Verwendung von Preßluft bringt außerdem den Nachteil mit sich, daß Preßluft nur schwer völlig wasserfrei gehalten werden kann.

Schließlich ist der Literatlirstelle nicht zu entnehmen, wie eine Abtastung in der Z-Richtung verwirklicht werden kann.

Eine andere bekannte Werkzeugmaschinen-Kopieisteuerung dieser Art (deutsche Patentschrift 938 944) besitzt am oberen Ende der Tasterspindel eine Kugel, die von einem Ring umgeben wird. Die Kugel wird durch einen federnden Hebel auf der Innenseite des Rings zur Anlage gebracht. Der Ring ist in zwei dicht nebeneinanderlicgende Sektoren unter-

teilt, von denen der eine elektrisch isolierend und der andere elektrisch leitend ist. Die Kugel kann entweder den einen oder den anderen Sektor berühren, und da sie selbst auch elektrisch leitend ist, bildet sie zusammen mit den Sektoren des Ringes einen 2-Stellungsschalter. Zwar kann hier der Taster automatisch aus Ecken herauslaufen, die gleich oder kleiner als 90° sind. Da die Kugel aber mit den Sektoren des Ringes jedoch lediglich den zuvor erwähnten 2-Stellungsschalter darstellt, der keine Stellung für die Ruhelage hat, oszilliert das System beständig. Diese ständige Bewegung der Kugel von der einen in die andere Lage, wieder zurück usw., verursacht Abnutzungserscheinungen an der Kugel durch Materialwanderungen. Dadurch verliert die Steuerung an Genauigkeit. In der Praxis muß man deshalb alle zwei bis drei Monate die Kugel auswechseln und hat schon zu hydraulischen Ausweichlösungen gegriffen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steuertaster der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem man gewünschtenfalls in der X-, Y- und Z-Richtung abtasten kann, der automatisch aus den obenerwähnten kritischen Ecken herauslaufen kann, jedoch die Vorteile der ganz wesentlich kleineren Abnutzung hat, die der Dreistellungsschalterbetrieb besitzt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Richtung, in der die Tasterspindelauslenkung gemessen wird, mit der Andrüekkraftrichtung des Vorsteuerorgans übereinstimmt.

Vorteilhaft ist, wenn das Vorsteuerorgan minde'-stens ein Teil der Meßeinrichtung zur Messung der¹ Tasterspindelauslenkung ist. Man kann dann die Bewegung des Vorsteuerorgans zur Messung ausnutzen, d. h. das Vorsteuerorgan in die Meßeinrichtung direkt einbeziehen, wodurch die Konstruktion vereinfacht wird.

Dabei ist das Vorsteuerorgan vorteilhafterweise ein Vorsteuerschieber, der in einem durch den Schwenkmotor um den Teil der Tasterspindel drehbaren Schwenkkopf axial verschieblich gelagert ist und der mit dem fluidumbetriebenen Stellmotor durch Kanäle verbunden ist. Die Maßnahmen haben sich bei hydraulischen Lösungen besonders bewährt. Man kann dann den Vorsteuerschieber entweder direkt an der Tasterspindel unter Federbelastung anliegen lassen oder aber über Kipphebel betätigen, die einerends an dem betreffenden Teil der Tasterspindel anliegen.

Das Vorsteuerorgan kann auch ein Betätigungshebel eines elektrischen Schalters sein, der vorzugsweise über eine Rolle an dem Teil der Tasterspindel anliegt. Diese Art stellt den elektrischen Gleichwert zur hydraulischen Ausführungsform dar. Durch die Verwendung einer Rolle kann man die Reibung zwischen dem¹ Vorsteuerorgan und der Tasterspindel erheblich herabsetzen. Durch die Verwendung elektrischer Schalter gelingt es, mit einem minimalen Tastdruck zu arbeiten.

Zweckmäßig ist es, wenn die Tasterspindel im die Schwenkbewegungen nicht mitmachenden Gehäuse um ihre Längsachse undrehbar gelagert ist. Dadurch wird zum einen die Halterung der Tasterspindel einfacher, und zum anderen wird das untere Ende der Tasterspindel von der Schablonenkontur gleichmäßiger abgenutzt.

Vorteilhaft ist, wenn die Tasterspindel am tasterabgewandten Ende ejnen zylindrischen Vorsteuerbolzen für die Messung der Tasterspindelauslenkung in. der zur Tasterspindel im wesentlichen senkrechten Ebene aufweist, wenn für die Messung der Tasterspindelauslenkung in einer lotrechten Ebene ein hierzu rechtwinklig stehender zylindrischer Vorsteuerbolzen an der Tasterspindel vorgesehen ist und wenn die Geber für eine Bewegung in der erstgenannten Ebene und der Geber für eine hierzu senkrechte Bewegung an der Tasterspindel angeordnet sind. Auf diese Weise kann man leicht die Auslenkungsrichtung der Tasterspindel in der XY-Ebene von der Auslenkung in der Z-Richtung trennen, und zwar mit kleinem konstruktivem Aufwand.

Die Tasterspindel kann durch eine etwa horizontale Membran mit dem Gehäuse verbunden sein, die eine dreidimensionale Bewegung der Tasterspindel zuläßt, wobei mit Vorteil Zugfedern vorgesehen sind, deren eines Ende mit dem Gehäuse und deren anderes Ende mit der Tasterspindel verbunden ist, um das Gewicht der Tasterspindel mindestens zu kompensieren. Durch diese Maßnahmen gelingt es, eine sowohl genügend feste als auch genügend nachgiebige Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Tasterspindel zu schaffen als auch die Wirkung der Erdanziehung auf die Tasterspindel zu kompensieren.

Wenn zwischen dem Gehäuse und der Tasterspindel in der horizontalen Ebene vier senkrecht zueinander stehende Stützstifte vorgesehen sind, von denen je zwei gleichachsige in eine eine Auslenkungsachse bildende Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Tasterspindel feststellbar sind, läßt sich festlegen, in welcher von zwei Horizontalrichtungen die Tasterspindel unter Ausschluß der anderen Richtung auspendeln kann, wie dies für das Längszeilenkopieren und Querzeilenkopieren notwendig ist.

Zweckmäßig ist dabei, wenn alle vier Stützstifte feststellbar sind. Dadurch kann man die Tasterspindel in radialer Richtung sperren, während die Axialbeweglichkeit erhalten bleibt. Diese Maßnahme eignet sich besonders zum Kopieren flacher Formen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Tastkopf gemäß einer ersten Ausführung im Vertikalschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Anschlagring mit dem Querschnitt des Tasters,

Fig.4a bis 4c bzw. 5a bis 5c das Abtasten in entgegengesetzten Vorschubrichtungen bei bezüglich der Vorschubrichtung parallelen, vorspringenden bzw. zurückweichenden Konturen des Modells,

F i g. 6 einen Teil des Tastkopfes gemäß der Fig. 1, wobei jedoch das hydraulische Vorsteueraggregat durch ein elektrisches ersetzt ist,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig.6,

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich zusätzlich für dreidimensionales Zeilenkopieren eignet,

Fig. 9 einen Querschnitt gemäß der Linie IX-IX der F i g. 8,

Fig. IO einen Querschnitt gemäß der Linie X-X der F i g. 8,

Fig. 11 verschiedene Tasterstellungen beim Kopieren von dreidimensionalen Formen mit der Tasteinrichtung gemäß der F i g. 8.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 steht eine mittels eines Kugelgelenkes 1 in

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einein Gehäuse 2 pendelnd aufgehängte Tasterspin- ring 9 und gegen die Schablone 11 gedrückte Tasterdel 3 in an sich bekannter Weise mit im Gehäuse 2 spindel 3 an der in diesem Falle mit der Berührungsuntergebrachten Steuerschiebern 4' und 4" in Wir- tangente zusammenfallenden Kontur der Schablone kungsverbindung, welche ihrerseits die Vorschubzy- in der Richtung V entlanggleitet, linder 5 und 6 für Längsvorschub und Quervorschub 5 Beim Auftreffen auf einen bezüglich der Vorschubsteuern. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß richtung vorspringenden Konturabschnitt, wie beidie Steuerschieber4' und 4" die Strömung des von spielsweise in der Fig.4b bei 1Γ angedeutet, wird einer Pumpe 7 aus einem Reservoire geförderten die Tasterspindel 3 vom Anschlagring 9 zurückver-Druckfluidums zu den zugeordneten Vorschubzylin- drängt, wobei die in die Richtung der Vorsteuerkraft dem unterbinden, wenn die Tasterspindel 3 bezüglich io Pv fallende Komponente der Tasterspindelbewegung eines den unteren Abschnitt desselben umgebenden eine Verschiebung des Vorsteuerschiebers 21 aus der Anschlagringes 9 eine zentrale Stellung einnimmt. neutralen Stellung gegen die Kraft der Feder 23 be-Sinngemäß wird beim Auslenken der Tasterspindel wirkt. Im Sinne des Pfeiles P1 wird dabei die Ströein der Auslenkrichtung entsprechender Vorschub mung des Drucköles von der Vorsteuerpumpe 17 bewerkstelligt. 15 zum Ölmotor 15 freigegeben, welcher seinerseits eine

Der Anschlagring 9 ist in eine Bohrung 12 eines Drehung des Schwenkkopfes 13 im Umlaufsinne U 1 die Tasterspindel 3 umschließenden und im unteren bewirkt. Entsprechend der Mitdrehung des Vor-Teil des Gehäuses 2 drehbar gelagerten Schwenkkop- Steuerorgans 21 läuft dabei die Vorsteuerkraft im fes 13 eingesetzt. Der Schwenkkopf 13 ist an seiner gleichen Sinne um, bis der nunmehr auf die Kontur oberen Stirnseite mit einem Zahnrad 14 ausgerüstet, 20 1Γ bezogene Vorsteuerwinkel α erreicht wird. Bezügdas mit einem an der Welle eines Ölmotors 15 aufge- Hch dieser Kontur und des Anschlagringes 9 nimmt keilten Ritzel 16 kämmt. Das von einer Vorsteuer- dann die Tasterspindel 3 bzw. das Vorsteuerorgan 21 pumpe 17 aus einem Behälter 18 geförderte Drucköl die in der Fig.4a dargestellte Lage erneut ein, wowird dem Ölmotor 15 über Ringnuten 19 bzw. Ka- bei die in der Richtung der Vorsteuerkraft gemessene näle 20 des Drehkopfes 13 nach Maßgabe eines in 25 Breite des Spaltes 26 wiederum auf α angewachsen diesem untergebrachten Vorsteuerschiebers 21 züge- ist und das Vorsteuerorgan 21 dementsprechend die führt. Im Strömungsweg des Drucköles zum Ölmotor weitere Speisung des Ölmotors 15 unterbindet, ist ein als Drehrichtungsumschalter 22 dienender Umgekehrt gibt das Vorsteuerorgan gemäß der

Kreuzhahn angeordnet. Unter der Wirkung einer Fe- Fig.4c den Durchfluß des Drucköles im Sinne des der 23 wird der Vorsteuerschieber 21 gegeji die Ta- 30 Pfeiles P 2 frei, wenn die Tasterspindel 3 ausgehend sterspindel 3 und diese — wie besonders aus den aus der Situation gemäß der F i g. 4 a einer zurück-Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist — gegen das Modell 11 weichenden Kontur 11" folgen muß. Die Steuerbewe- bzw. den Anschlagring 9 angedrückt. Der Vorsteuer- gung des Vorsteuerorgans ist auch in diesem Falle schieber 21 besitzt eine neutrale Stellung, in welcher von der in die Richtung der Vorsteuerkraft fallenden der Druckölzufluß zum Ölmotor 15 gesperrt ist. Aus 35 Komponente der Tasterspindelbewegung abhängig, dieser Stellung kann der Vorsteuerschieber — durch doch erfolgt sie nicht gegen die, sondern unter der die Tasterspindelbewegung — nach beiden Seiten be- Wirkung der Feder 23, da die entsprechend gemeswegt werden, wobei der Ölmotor in der einen oder sene Breite des Spaltes 26 über den Betrag α angeanderen Richtung angetrieben wird. Mittels eines wachsen ist. Die Schwenkung des Schwenkkopfes 13 Riegelhebels 24 und einer Stellschraube 25 kann der 40 erfolgt nun im entgegengesetzten Sinne, d. h. in der Vorsteuerschieber von der Tasterspindel 3 gegen die Umlauf richtung Ul, bis das mitdrehende Vorsteuer-Wirkung der Feder 23 dauernd abgehoben werden, organ 21 und damit die Vorsteuerkraft die vorgeseum die Tasterspindel von Hand leicht bewegen zu hene Winkelstellung zu der Berührungstangente, im können. vorliegenden Falle letzten Endes zu der Kontur 11"

Im übrigen aber wird die Tasterspindel 3 unter der 45 einnimmt.

Wirkung der von der Feder 23 ausgeübten Vorsteuer- Das vorstehend Gesagte ist sinngemäß auf die

kraft gegen die Schablone 11 und gleichzeitig gegen F i g. 5 a bis 5 c anwendbar, mit dem Unterschied, den Anschlagring 9 angedrückt, wie dies aus der daß die Druckölströmung in Richtung des Pfeiles P1 F i g. 3 ersichtlich ist. Die Anordnung ist dabei so ge- eine Drehung des Drehkopfes 13 im Umlaufsinne Ul troffen, daß der in der Richtung der Vorsteuerkraft 50 und die Strömung im Sinne des Pfeiles P 2 eine Dre-Pv bewegliche Vorsteuerschieber 21 sich in der neu- hung im Umlaufsinne U1 bewirkt. Um diese zu erreitralen Stellung befindet, wenn der von der Vorsteuer- chen, muß lediglich der Drehrichtungsumschalter 22 kraft Pv mit der Berührungstangente zwischen der umgestellt werden. In beiden Fällen wird, nachdem Schablone und der Tasterspindel eingeschlossene die Tasterspindel von Hand an die Schablone ange-Winkel einen vorbestimmten Wert α beträgt, wobei 55 stellt wurde, die Kontur der Schablone wenn nötig — wie mit dem Pfeil V angedeutet — ein zu der Be- rundum abgetastet und dabei nachgebildet, wobei die rührungstangente paralleler Vorschub eingesteuert Vorsteuerkraft durch Schwenkung des Schwenkkopwird. Zwischen der Tasterspindel 3 und dem An- fes 13 automatisch nachgestellt wird und stets unter Schlagring 9 wird dabei ein etwa kommaförmiger dem hierfür vorgesehenen Winkel α wirksam ist. Da-Spalt 26 gebildet, welcher in der Richtung der Vor- 60 durch wiederum wird die Vorschubrichtung entsprestciiei kraft Pi' gemessen die Breite α aufweist. Es ver- chend der abgetasteten Kontur eingestellt und ein steht sich, daß mit dem Vorsteuerorgan eigentlich die konstanter Vorschub bewerkstelligt, in der Richtung der Vorsteuerkraft gemessene Breite Der Drehrichtungsumschalter 22, in dessen beiden

des Spaltes 26 abgetastet wird, wobei das Vorsteucr- Schaltstellungen die Umführung der Schablone in jeorgan sich in der neutralen Stellung befindet, wenn 65 weils entgegengesetztem Sinne eingesteuerl wird, bedie Breite gerade den Betrag α aufweist. Eine solche - sitzt eine Mittelstellung, in welcher Ein- und Ausgang Stellung des Vorsleiierschiebcrs ist in der Fig.4a des Ölmotors 15 kurzgeschlossen sowie ein jeglicher »dargestellt, gemäß welcher die gegen den Anschlag- Druckölzufluß zum Ölmotor 15 und damit die Steue-

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rung desselben durch das Vorsteuerorgan unterbun- die Stützstifte 40 über in Bohrungen eines am Ge-

den wird. Mit Hilfe eines am Schwenkkopf 13 ange- häuse 2 befestigten Ringes 41 verschiebbar geführte

brachten Handhebels 27 kann nun die Richtung der Schiebestücke 42 an der inneren Wandung eines

Vorsteuerkraft durch Schwenkung des Schwenkkop- Stellringes 43 an, welcher den Ring 41 umgibt und an

fes 13 von Hand eingestellt werden, wobei die Scha- 5 diesem drehbar gehaltert ist. An der inneren Wan-

blone in beiden Richtungen unter Handsteuerung dung des Stellringes 43 sind paarweise diametral ge-

rundum abgetastet werden kann. Im übrigen kann die genüber angeordnete Ausnehmungen 44 vorhanden,

Tasterspindel 3 von Hand mit geringfügiger Kraft be- die so angeordnet sind, daß durch Drehung des Stell-

liebig geführt werden, wenn das Vorsteuerorgan 21 ringes die radiale Beweglichkeit der Stützstiftpaare

mit Hilfe des Riegelhebels 24 und der Einstell- io einzeln oder gleichzeitig unterbunden werden kann,

schraube 25 gegen die Wirkung der Feder 23 ver- Gemäß der Fig. 9 können die in Nord-Süd-Richtung

schoben und dabei in eine unwirksame Lage gebracht liegenden Stützstifte radial bewegt werden, während

wird. die beiden anderen Stützstifte blockiert sind. Damit

Wie in den F i g. 6 und 7 dargestellt ist, kann die kann die Tasterspindel 3 in der Nord-Süd-Ebene aus-Vorsteuerung auch auf elektrischem Wege erfolgen, 15 pendeln, nicht aber in der West-Ost-Ebene. Es verbeispielsweise, um dabei mit einem minimalen Täst- steht sich, daß die beschriebene Anordnung gestattet, druck arbeiten"zu können. Der Schwenkkopf 13, hier das Auspendeln der Tasterspindel 3 auf die Ostmit 13' bezeichnet, wird wiederum über das Zahnrad West-Ebene zu beschränken, in beiden Ebenen zu ge-14 und über den Ritzel 16 gesteuert, welcher jedoch statten bzw. überhaupt zu unterbinden. Die entspreauf der Welle eines Elektromotors 15' aufgekeilt ist. 20 chenden Bewegungen der Tasterspindel werden auch Die Steuerung des Motors 15' in beiden Drehrichtun- bei dieser Ausführung auf den Längs- bzw. Quersteugen erfolgt über am Schwenkkopf 13 angebrachte erschieber übertragen. Diese Teile, wie auch die übri-Schleifringe 28 bzw. im Gehäuse 2 befestigte Bürsten gen Organe der Vorschubvorrichtungen, sind mit den 29 mittels eines Umschalters 30, der an der unteren bereits in den F i g. 1 und 3 verwendeten Bezugszei-Stirnseite des Schwenkkopfes 13' befestigt wird. Wie 25 chen bezeichnet.

aus der Fig. 7 ersichtlich ist, wird der Schalter 30, Am unteren Ende des Tastrohrs 34 ist mit Hilfe der übrigens ein Präzisionsschalter ist, mit Hilfe eines einer Überwurfmutter 45 allseitig kippbar ein Taster-Hebels 31 betätigt, welcher bei 32 am Schwenkkopf träger 46 gehaltert, in welchem eine Tasterspitze 3' 13 gelagert und mit einer Rolle 33 ausgerüstet ist, die befestigt ist. An dem in das Tastrohr eingreifenden unter der Wirkung einer am Hebel 31 angreifenden 30 oberen Ende der Tasterspitze 3' ist über eine Kugel Feder 34 gegen die Tasterspindel 3 gedrückt wird. 47 eine Übertragungsstange 48 abgestützt. Unter der Dabei wird einerseits die Tasterspindel unter der Wirkung einer am oberen Ende der im Tastrohr 34 Wirkung der von der Feder 34 ausgeübten Federkraft axial verschiebbaren Übertragungsstange 48 abgegegen die Schablone Il und den Anschlagring 9 ge- stützten Feder 49 wird die Tasterspitze 3', wenn seitdrückt, und andererseits werden die Tasterspindelbe- 35 lieh unbelastet, mit der Übertragungsstange 48 wegungen auf den Schalter 30 übertragen. Die An- gleichachsig eingestellt. Aus dieser Lage kann jedoch Ordnung ist wie bei der hydraulischen Ausführung so die Tasterspitze 3' auskippen, sobald der an ihm wirgetroffen, daß der Schalter 30 die Stromspeisung des kende seitliche Druck der Schablone die Kraft der Antriebsmotors 15' unterbricht, wenn die Vorsteuer- Feder 49 überwindet. Beim Auskippen der Tasterkraft Pv mit der Berührungstangente zwischen der 40 spitze 3' wird die Übertragungsstange 48 im Tastrohr Schablone und der Tasterspindel den Winkel α ein- 34 nach oben verschoben.

schließt, während beim Auslenken des Hebels 31 aus An seinem oberen Ende trägt die Übertragungsdieser Lage der Antriebsmotor 15' in der einen oder stange 48 zwei zu ihr und zueinander rechtwinklig anderen Richtung in Bewegung gesetzt wird. Auch in stehende Vorsteuerbolzen 50 und 51 (vgl. auch diesem Falle ist ein Drehrichtungsumschalter 22'vor- 45 Fig. 10), die jeweils durch einen vertikalen Tasthanden, mit dessen Hilfe der Umfahrungssinn der schlitz des Tastrohrs 34 durchgreifen. Bei dieser AnSchablone festgelegt werden kann. Die Arbeitsweise Ordnung wird zwar eine Verdrehung der Übertrader Einrichtung entspricht in allen Einzelheiten derje- gungsstange 48 relativ zum Tastrohr 34, nicht aber nigen der ersten Ausführung, wobei das in jenem Zu- die axiale Bewegung derselben unterbunden. Ein weisammenhang gesagte sinngemäß für den vorliegenden 50 terer Vorsteuerbolzen 52 erstreckt sich in der Verlän-FaIl gültig ist. gerung der Achse des Tastrohres 34 nach oben. Die

Die Ausführungsform des Steuertasters gemäß den drei Vorsteuerbolzen 50, 51 und 52 sind dabei in Be-Fig. 8 bis 10 gestattet, das Abtasten bzw. das Um- zug aufeinander wie die Achsen eines räumlichen, fahren eines Modells in allen drei Ebenen des Rau- rechtwinkligen Koordinatensystems gerichtet,
mes vorzunehmen. Abweichend von den vorbeschrie- 55 Das Gehäuse 2 weist drei Einsteckmuffen 53, 54 benen Ausführungen ist hier eine Tasterspindel mit und 55 auf (s. auch Fig. 10), welche jeweils mit einem Tastrohr 34 vorhanden, welches in seinem einem Vorsteuerbolzen koaxial sind. Bei den Arbeimittleren Bereich, mit Hilfe einer Membran 35, all- ten in den verschiedenen Ebenen ist ein Einsteckteil scitig auspendelbar und axial bewegbar im Gehäuse 2 56 des Vorsteueraggregates jeweils in eine dieser Eingelagert ist. Das Gewicht der Tasterspindel wird mit- 60 steckmuffen gemäß der Zeichnung in die Muffe 54 tels Zugfedern 36 ausgeglichen, welche einerends an eingesteckt. In diesem Einsteckteil 56 ist der der Tasterspindel und andernends jeweils an einem Schwenkkopf 13 schwenkbar gelagert, welcher in im Gehäuse 2 mittels Schrauben 37 ver- und feststell- einer stirnseitigen Bohrung den Anschlagring 9 trägt, baren Steg 38 angreifen. Der betreffende Vorstcuerbolzen, gemäß der Zeich-

Das untere Ende des Tastrohres 34 trägt einen 65 nung der Bolzen 51, greift in den Anschlagring ein.

Ring 39, in dem die inneren Enden zweier Paare in Eine im Schwenkkopf 13" untergebrachte Feder 57

bezug auf einander im Kreuz angeordneter Stützstifte greift über einen in einer Ausnehmung 58 des

40 gehaltert sind. Mit diesen äußeren Enden greifen Schvvenkkopfes 13" untergebrachten Kipphebel 59

ίο

mittels der am Ende des Kipphebels 59 gelagerten Rolle 60 am Vorsteuerbolzen 51 an, um diesen gegen den Anschlagring zu drücken. Über einen Stößel 61 ist der Kipphebel 59 mit dem Vorsteuerschieber 21 verbunden, welcher seinerseits unter der Wirkung einer Feder 62 steht und im Einsteckteil 56 untergebracht ist. Nach wie vor ist die Anordnung so getroffen, daß durch die Verschiebung des Vorsteuerschiebers aus seiner neutralen Lage der Zufluß des von

bei der Einstellung des Stellringes 43 auf die Marke LJ (Umlauf) kann die Tasterspindel 3 in allen Richtungen frei auspendeln, wie dies bei der Ausführung gemäß der F i g. 1 der Fall ist. Der Unterschied 5 besteht lediglich darin, daß die Bewegung der Tasterspindel 3 bzw. diejenige des Vorsteuerzapfens 52 einander entgegengesetzt sind. Im übrigen entspricht aber die Arbeitsweise dieser Einrichtung mit dem Einsteckteil in der Lage III derjenigen der Variante

Gleichzeitig mit dem UmI auf kopieren ist es möglich, die vertikalen Tasterbewegungen zum Kopieren in vertikaler Richtung auszunutzen.

Bei allen Varianten des hinsichtlich der Wirkungsweise vorstehend eingehend erläuterten Steuertasters wird also das Vorsteuerorgan bei Richtungsänderung der abgetasteten Kontur nachgeführt und.in die neutrale Lage gebracht. Dies bedeutet, daß das Vor

stange 48 eingreift, auch auf einen Vertikalsteuerschieber 64 übertragen, der mittels des von einer Pumpe 65 geförderten Drucköls den in vertikaler Richtung wirkenden Vorschubzylinder 66 steuert.

Bei der in der Fig. 8 dargestellten Einstecklage des Einsteckteiles 56, verbunden mit der in der F i g. 9 dargestellten Einstellage des Stellringes 43, kann das Tastrohr 34 in der Nord-Süd-Ebene, die

der Pumpe 17 geförderten Drucköls zum Ölmotor 15 io gemäß der Fig. 1. Die Schablone kann also umfahgesteuert wird, um diesen abwechselnd in beiden ren und dabei von allen Seiten abgetastet werden. Drehrichtungen anzutreiben, wobei wiederum ein
Drehrichtungsumschalter 22 Verwendung findet. Der
Ölmotor 15 ist derart im Gehäuse 2 gelagert, daß das
an der Antriebswelle aufgekeilte, diesmal kegelige 15
Ritzel 16' mit einer am Schwenkkopf 13" angeordneten Tellerverzahnung 14' kämmt.

Die Vertikalbewegungen der Übertragungsstange
48 werden über einen Kipphebel 63, welcher im Gehäuse 2 gelagert ist und durch einen Schlitz des Tast- 20 Steueraggregat bei geradliniger Schablonenkontur in rohres 34 in eine Ausnehmung der Übertragungs- der Ruhelage verbleibt. Die Nachführung ist bei

einem hydraulischen Vorsteueraggregat stufenlos. Bei der elektrischen Ausführung erfolgt zwar das Nachführen stufenweise, wobei jedoch die Schaltempfind-25 lichkeit, d. h. die Abstufung, selbst bei der Verwendung eines handelsüblichen Präzisionsschalters mit hochwertigen Kontakten, beliebig fein eingestellt werden kann. Das Vorsteueraggregat bleibt dabei bei geradliniger Schablonenform in der Ruhelage, und Tasterspitze 3' dagegen, bei etwas größerem Schablo- 30 das Nachführen erfolgt von Zeit zu Zeit bei mehr nenwiderstand, in allen Richtungen auspendeln. Es oder weniger großer Abweichung der Schablonensei angenommen und mit der Markierung Q des Stell- kontur je nach der eingestellten Schaltempfindlichringes in der Fig. 9 angedeutet, daß .dabei Querzei- keit.

lenkopieren eingestellt ist. Unter der Wirkung der Im Zeilenverfahren können mit allen Varianten

Vorsteuerkraft Pv (vgl. auch die F i g. 11 a und lib) 35 der Einrichtung beliebige Gesenkformen abgetastet und des Schablonenwiderstandes wird der Vorsteuer- werden.

bolzen 51 gegen den Anschlagring gedruckt, wobei Im allgemeinen zeichnet sich die Einrichtung durch

die Tasterspitze 3' in der Richtung der Querzeile an geringen Tastdruck aus, und der notwendige Zuschlag der Kontur K1 des Modells entlangfährt. Beim Errei- für den Tasterspitzendurchmesser ist ebenfalls minichen der Kontur Kl wird die Tasterspitze 3' mit der 40 mal.

Tasterspindel 3 verschwenkt, wobei die Schwenkung An Stelle eines Vorsteuerorgans können dessen

des Schwenkkopfes 13" eingeleitet wird, bis die um- mehrere verwendet werden, die in Bezug aufeinander laufende Vorschubkraft Pv die der Kontur Kl ent- beispielsweise um 90° versetzt sind und mit dem Ansprechende Normallage und damit der Vorsteuer- triebsmotor des Vorsteueraggregates abwechslungsschieber 21 seine neutrale Stellung erreicht. Das 45 weise verbunden werden, um die Umlaufebene der gleiche wiederholt sich, wenn die Tasterspitze die Vorsteuerkraft wahlweise in eine der drei Koordina-Konturen K 3 und K 4 bzw. die Fortsetzung der Kon- tenebenen zu legen.

tür K1 erreicht. Wird der Einsteckteil in die Lage II Der Umsteuerschalter kann übrigens so ausgebildet

gemäß der Fig. 10 gebracht und der Stellring 43 ge- sein, daß dem Motor nach dem Abschalten der bishemäß seiner Markierung L auf Längszeile eingestellt, 50 rigen Speiseleitungsverbindung und vor dem Anwobei die Stützstifte in der Nord-Süd-Richtung blök- schalten der dem neuen Drehsinn entsprechenden kiert und die beiden anderen Stützstifte freigegeben Leitungsverbindung ein Antriebsimpuls in Richtung werden, so wiederholt sich der soeben beschriebene der neuen Ruhelage erteilt wird, damit der Schwenk-Vorgang in der Richtung der Längszeile, wobei die kopf mit dem Vorsteuerorgan die Ruhelage bzw. neu-Fi g. 13 a bis 13 c sinngemäß Gültigkeit haben. 55 trale Lage verläßt und die Vorsteuerung in Gang ge-

In der Einstecklage III des Einsteckteiles 56 und setzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Steuertaster für eine Werkzeugmaschinen-Kopiersteuerung mit einer mindestens in einer durch zwei Raumkoordinaten definierten Ebene auslenkbaren Tasterspindel zur Abtastung einer Schablone, mit einem parallel zu dieser Ebene liegenden, die Auslenkung der Tasterspindel begrenzenden kreisförmigen Anschlag, mit an der Tasterspindel angelenkten Gebern zur Steuerung der dieser Ebene zugeordneten Stellmotoren sowie mit einer Vorsteuereinrichtung, die parallel zu dieser Ebene um einen senkrecht zu dieser Ebene angeordneten Teil der Tasterspindel mittels eines Schwenkmotors drehbar ist, die ein gegen die Tasterspindel mit einer Andrückkraft anliegendes Vorsteuerorgan und eine die Tasterauslenkung ermittelnde, als Dreistellungsschalter ausgebildete Meßeinrichtung aufweist, die bei Änderung der Schablonenkontur mittels des Schwenkmotors die Vorsteuereinrichtung samt Vorsteuerorgan so weit verschwenkt, daß die Andrückkraft nach dem Verschwenken wieder eine Komponente in Vorschubrichtung und der Normalen an der Schablone im Berührungspunkt ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der die Tasterspindelauslenkung gemessen wird, mit der Andrückkraftrichtung des Vorsteuerorgans übereinstimmt.

2. Steuertaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerorgan (21, 33) mindestens ein Teil der Meßeinrichtung (21, 30) zur Messung der Tasterspindelauslenkung ist.

3. Steuertaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerorgan ein Vorsteuerschieber (21) ist, der in einem durch den Schwenkmotor (15, 15') um den Teil der Tasterspindel (3) drehbaren Schwenkkopf (13) axial verschieblich gelagert ist und der mit dem fluidumbetriebenen Schwenkmotor (15) durch Kanäle verbunden ist.

4. Steuertaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerorgan ein Betätigungshebel (31) eines elektrischen Schalters (30) ist, der vorzugsweise über eine Rolle (33) an dem Teil der Tasterspindel (3) anliegt.

5. Steuertaster nach Anspruch 1 für dreidimensionale Kopiersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasterspindel (3) am tasterabgewandten Ende einen zylindrischen Vorsteuerbolzen (52). für die Messung der Tasterspindelauslenkung in der zur Tasterspindel im wesentlichen senkrechten Ebene aufweist, daß für die Messung der Tasterspindelauslenkung in einer senkrechten Ebene ein hierzu senkrecht stehender zylindrischer Vorsteuerbolzen (50, 51) an der Tasterspindel vorgesehen ist.