DE1906335B2 - Werkzeugmaschine mit hydraulischer Einkanten-Kopiersteuerung und Meßsteuerung - Google Patents

Description

rung,

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen der 40 Vorrichtung nach Fig. 1 vor bzw. nach einer

Korrektur des Werkstückdurchmesse.rs,

Die Erfindung bezieht sich auf Werkzeugmaschinen F i g. 4 eine schematische Darstellung eines Aus-

mit hydraulischer Einkanten-Kopiersteuerung und führungsbeispiels der selbsttätigen Regeleinrichtung,

mit einer Meßsteuerung, bei der das bearbeitete oder F i g. 5 ein Schallschema der elektrischen Ausrü-

das noch in Bearbeitung befindliche Werkstück 45 stung, die bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4

gemessen und die Differenz zwischen dem ermittelten verwendet ist,

Istwert und dem Sollwert des Werkstückes ermittelt F i g. 6 eine schematische Darstellung eines anderen

und als Fehlersignal in dem Kopiersteuerteil ein- Ausführungsbeispiels als Variante des Beispiels nach

gegeben und dadurch eine Korrektur der Werkzeug- F i g. 4 und

einstellung erzielt wird. 50 F i g. 7 ein Schaltschema der elektrischen Ausrü-

Es ist bereits eine Meßsteuerung in Verbindung mit stung der Vorrichtung nach Fig. 6.
einer Kopiersteuerung für Werkzeugmaschinen be- Die Kopierdrehmaschine mit hydraulischer Steuekannt (deutsche Auslcgeschrift 1 231 089), bei der rung, weiche in F i g. 1 teilweise dargestellt ist, weist zum Ausgleich von Temperatureinflüssen zwischen einen Längsschlitten 1 auf, der entlang zweier paralle-Werkzeug und Werkstück ein Dehnstab vorgesehen 55 ler Gleitbahnen auf einem Bett 2 verschiebbar ist. ist, der umständlicherweise auf eine bestimmte Dargestellt sind eine der Gleitbahnen 3 und ein Temperatur erwärmt werden muß. Des weiteren Quer- oder Kopierschlitten 4, der sich auf dem Längsist bereits ein Vorschlag bekannt (französische Patent- schlitten 1 in Querrichtung zu den Gleitbahnen des schrift 1 305 563), nach welchem die Kompensation Bettes auf Gleitbahnen 5 verschieben kann,
der an dem Werkstück gemessenen Dimensions- 60 Der Kopierschlitten 4 trägt einen Fühler 16, der abweichungen durch entsprechende Verschiebung mit einer zum Abtasten eines Modells 7 geeigneten des Modells erreicht wird, das auf einem spielfreien, Tastspitze 6 versehen ist, und ein Schneidwerkzeug 8 schwingenden Support montiert ist. Die Arbeils- zum Bearbeiten eines Werkstücks 9. Das Modell 7 weise einer derartigen Einrichtung ist zufriedenstellend, und das Werkstück 9 werden von einem nicht darder Steuerungsaufwand für die Verschiebung des 65 gestellten Maschinenrahmen in an sich bekannter Modells ist jedoch relativ hoch. Weise aufgenommen.

Des weiteren ist es bereits bekannt (USA.-Patent- Die Verschiebung des Querschlittens 4 auf dem

schrift 3 293 961), bei einer Meßsteuerung einer Längsschlitlen 1 erfolgt durch einen hydraulischen

Stellmotor 10, dessen Differentialkolben 11 fest mit dem Querschlitten verbunden ist und dessen Zylinder 12 fest am Längsschlitten 1 montiert ist; die Achse verläuft parallel zur Gleitrichtung des Querschlittens 4.

Die Steuerung des hydraulischen Stellmotors 10 erfolgt mit Hilfe eines Kopierventils 13A, dessen gleitfähig in einer Büchse 13 gelagerter Steuerkolben 14 durch eine biegsame Stange 15 mit einer Verlängerung 16 A des Fühlers 16 verbunden ist. Der Fühler 16 ist schwenkbar auf einer Achse 17 gelagert, die zur Gleitrichtung des Querschlittens 4 senkrecht steht und vom Querschlitten gelragen ist. Der Fühler 16 wird mit Hilfe einer Druckfeder 18, die zwischen der Innenfläche der Verlängerung 16/1 des Fühlers und dem zugehörigen Ende der fest in dem Kolben 11 montierten Büchse 13 liegt, elastisch gegen das Modell 7 gedrückt.

Die hydraulische Steuerung umfaßt eine Speisepumpe 19, einen Druckmittelbehälter 20 und ein von einer Feder 22 im Gleichgewicht gehaltenes Sicherheitsventil 21. Damit in der Hauptleitung 23 ein konstanter Druck aufrechterhalten wird, ist zwischen der Versorgungsleitung 23o der großen Zylinderkammer und der Leitung 23 ein zweites Überdruckventil 21a (Rückschlagventil) angeordnet, dessen Ansprechwert auf einen höheren Wert eingestellt ist als der des Ventils 21. In die Bohrung der Büchse 13 des Kopierventils 13 A ist eine Ringnut 26 eingebracht, die durch eine Rücklaufleitung 36 direkt mit dem Druckmittelbehälter 20 verbunden ist. Diese Ausbildung ist bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Es soll nun erläutert werden, wie eine Korrektur der Werkstückabmessungen durch eine Änderung des Druckmitteldurchsatzes zustande kommt. In den F i g. 2 und 3 sind schematisch die nachstehend zu beschreibenden Hauptteile dargestellt. Die F i g. 2 zeigt die Stellung dieser Teile, wenn der Querschlitten eine bestimmte Position vor einer Korrektur des Werkstückdurchmessers einnimmt, während die F i g. 3 die Stellung der gleichen Teile nach einer Korrektur wiedergibt.

In F i g. 2 sind alle Teile in einer Stellung dargestellt, die der Gleichgewichtslage (»am Modell anliegend«) entspricht. Dabei steht das Werkzeug in Berührung mit dem zu bearbeitenden Werkstück 9, und der Taster 6 des Fühlers steht in Berührung mit dem Modell 7. Der Steuerkolben 14 des Kopierventils 13/4 nimmt eine Lage hydraulischen Gleichgewichts ein, in welcher die Flanke 24 dieses Kolbens sich in einem Abstand »λ·« von der Austrittskante 25 der Ringnut 26 in der Büchse 13 befindet. Zur Vereinfachung der Erläuterung sei angenommen, daß die Achse 17, um die der Hebel 16 schwenkbar ist, auf dem Querschlitten 4 gleiche Abstände von den Enden des Fühlers 16 und seiner Verlängerung 16A hat, also in der Mitte der Länge des genannten Hebels liegt: /, = I₂.

Der Abstand zwischen der Spitze des Werkzeugs 8 und dem Auflagepunkt des Tasters 6 auf dem Modell 7 sei mit »L« bezeichnet.

Es sei angenommen, daß nach Ablauf einer bestimmten Arbeitszeit aus einem beliebigen Grund das Werkstück eine nicht gewünschte Zunahme seines Durchmessers um »2o« (F i g. 3) aufweise, was durch eine Messung des Werkstücks mit Hilfe noch zu erläutender Mittel festgestellt wurde.

Zur Ausführung der notwendigen Korrektur lauß also der Schlitten um einen Wert »α« von rechts nach links (F i g. 2) verfahren werden, um eine Position einzunehmen, die der der Spitze des Werkzeugs in seiner ursprünglichen Stellung entspricht. In der F i g. 3 ist die neue Position des Schlittens ausgezogen dargestellt, während die Position nach F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist. Die Lage des Werkstücks ist vor und nach der Korrektur die gleiche. Weiter ist erkennbar, daß der Abstand der Flanke 24 von der Aus-

trittskante 25 »x'« geworden ist. Somit ergibt sich in dem vorliegenden Beispiel: χ + c = x' + c + a, oder x' = χ — a, was einer Querschnittsänderung der Öffnung des Ventils entspricht. Nach der Querschnittsänderung muß nun eine neue Lage hydrau-

lischen Gleichgewichts gefunden werden, die durch

eine Änderung des Druckmitteldurchsatzes erreicht

wird, wie dies aus dem nun folgenden Zahlenbeispiel ersichtlich ist.

In diesem Beispiel seien: P₁ = 30 bar der effektive

ao Druck des Druckmittels in der Hauptversorgung;.-Ieitung23 und in der Ring-Kammer 27 A (Fi g. 1),

F₁ = 32 cm² die Ringfläche der kleinen Kammer 27 A,

a₅ F₂ = 64 cm² die Kreisfläche der großen Kammer 27, Q = 10 l/min der Durchsatz der Speisepumpe 19,
K — 1,25 ein Zahlenbeiwert, der von den Eigenschaften des verwendeten Druckmittels und seiner Temperatur abhängt,
D = 16 mm der Durchmesser der Bohrung der Büchse 13 des Kopierventils,

Se --- Querschnitt der öffnung im Ventil entsprechend den Seitenflächen eines Zylinders von der Höhe λ' und einem Durchmesser von 16 mm (F i g. 2).

Unter diesen Voraussetzungen ist die auf den

Kolben 11 in der kleinen Kammer 27/1 wirkende Kraft P₁ = P₁F₁ = 30 ■ 32 = 960 kg. Die auf den

Kolben in der großen Kammer 26 wirkende Kraft

muß dieser gleich sein, denn in der Stellung, in der

der Taster am Modell anliegt, soll Gleichgewicht herrschen. Also ist P₂= P_x = 960 kg. Somit ist der einheitliche Druck in der großen Kammer p₂ = PJF₂ = 960/64 = 15 bar. Der Druckabfall im Ventil ist

dp = Pi — P₂ — 30 — 15 = 15 bar. Nachdem nun der

Wert des Druckabfalls bekannt ist, ergibt sich der Querschnitt für die Öffnung des Ventils mit Hilfe der

Formel für das Austreten von Flüssigkeiten aus Drosselventilen:

Se= KQI ]/ dp = 1,25 · 10 / ]/ 15 = 3,227 mm,,

und wenn die Wurzel gezogen ist, χ — SejnD -= 3,227/π16 = 0,064 mm.

Vorstehend ist dargelegt worden, daß, nachdem ein Werkstück gemessen wurde, ein Anwachsen seines Durchmessers um 2« festgestellt worden ist. Nimmt man für die Erläuterung an, daß 2a = 0,04 mm sein soll, so muß die Korrektur χ — χ' = α gleich 0,02 mm sein, und λ·' wird dann 0,064 — 0,02 = 0,044 mm. Der Querschnitt der öffnung des Ventils wird dann 5p' r-, x'n D = 0,044 · π 16 =-- 2,211 mm,. Um die Gleichgewichtsbedingung wiederherzustellen, ohne jedesmal die Druckregelung zu verstellen, kann die Korrektur auch durch Verändern des Druckmitteldurchsatzes erzielt werden. Dieser muß sein

Q' =- Se' |/ dp 11,25 - 2,211 · |' 15 /1,25 - 6,85 l/min.

Die obigen Voraussetzungen sind lediglich als Bei- volumetrische Pumpe mit veränderbarem Durchsalz, spiel angenommen worden und könnten jederzeit angetrieben von einem Motor konstanter Drehzahl, verändert werden, ohne daß sich ihre Bedeutung ersetzt werden, wobei die Steuervorrichtung für die ändert. Sie sollen lediglich die Wirksamkeit dieses Durchsatzänderung dieser Pumpe vom Fehlerverstär-Korrekturmittels erweisen. Es ist daraus ersichtlich, 5 ker speisbar wäre. In diesem Falle würde die Fehlerdaß eine Änderung des Durchsatzes um LO — 6,85 spannung nicht von einem Tachodynamo abgenom- = 3,15, also um mehr als 30% des ursprünglichen men, sondern von einer Einrichtung, die mit einem Durchsatzes die Korrektur der Lage des Werkzeugs Mengenzähler in Verbindung steht, der den Durchsatz um einen untersten Wert von 0,02 mm gestattet. mißt.

Bei dem vorausgehend Gesagten ist angenommen io Die Fehlererfassung kann auf verschiedene Arten worden, daß eine Abnutzung des Werkzeugs vorliegt. durchgeführt werden. Im Falle der Verwendung eines Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die beschrie- einzigen Kopierwerkzeuges genügt eine Meßstelle bene Einrichtung auch selbsttätig einen Ausgleich für die Erfassung z. B. eines Hauptdurchmessers des eventueller Längenänderungen des Querschlittens 4 Werkstücks. Bei der Bearbeitung bestimmter Werkvornimmt, die unter der Wirkung von Verformungen, 15 stücke jedoch, die ein ziemlich kompliziertes Profil insbesondere Wärmedehnungen, entstehen. So führt haben, das nur schwierig oder gar nicht mit einem eine Längung des Querschlittens zu einer Schwächung einzigen Werkzeug ausgeführt werden kann, müssen des Durchmessers des Werkstücks 9 und demzufolge mehrere Werkzeuge eingesetzt werden, deren Arbeitszu einem Rückzug des Schlittens 4 infolge der Erhö- weise im einzelnen den unters:hiedlichen zu bearbeihung des Durchsatzes an Druckmittel, um das Werk- 20 tenden Partien auf dem Werkstück gerecht werden, zeug in die Stellung zu bringen, die es im Verhältnis In diesem Falle muß die Vorrichtung mehrere zum Werkstück einnehmen müßte. Dies gilt für alle Meßstellen erhalten, die mit den einzelnen Werkzeugen Fälle, was auch die Ursache für eine Abweichung in Verbindung stehen, so daß jeweils der Fehler eines gewesen sei. jeden davon getrennt erfaßt wird.

Die Einrichtung zur Automatisierung der Korrektur 25 Die Selbslregeleinrichtung für die Stellung des oder Selbstregelung kann leicht in den Arbeits- Werkzeugschlitten gemäß F i g. 5 stimmt prinzipiell zyklus der Maschine eingefügt werden. Bei einem mit der Einrichtung nach der F i g. 4 überein. Sie soll Ausführungsbeispiel (F i g. 4) besteht sie im wesent- nun in ihren Einzelheiten beschrieben werden, liehen aus einer Meßstelle 28 zur Messung eines der In dieser Fig. 5 finden sich mit den gleichen

Durchmesser des Werkstücks 9, einem Fehlerverstär- 30 Bezugszeichen die wesentlichen Einzelteile gemäß kcr31, einem Gleichrichtergerät mit Speisetransfor- Fig. 1 und 4 wieder. Es ist bereits ausgeführt inator 32, einem Gleichstrommotor 33 veränderbarer worden, daß das von der Meßstelle 28 auf den Drehzahl, der die Speisepumpe 19 antreibt, und einer Fehlerverstärker 31 übertragene Fehlersignal in dem Tachodynamo 34, die eine Rückkopplungsspannung Fehlerverstärker verstärkt und mit der Aufzeichnung abgibt, welche der von dem Fehlerverstärkcr 31 abge- 35 einer Änderungsfunktion verglichen wird, die von gebenen Spannung entgegengeiichtet ist und welche der gewünschten Korrektur abhängig ist. Diese Angabe das Gerät 32 steuert. Die Speisung des Gerätes 32 wird hier von einer Meßstelle 40 bereitgestellt, die und des Fehlerverstärkers 31 mit Wechselstrom erfolgt im wesentlichen von einem veränderbaren Kondendurch ein Netz 35. sator gebildet ist, auf den später noch eingegangen

Die Meßstelle 28 ist mit einem Taster 29 ausgerüstet, 40 werden soll.

der mit dem zu bearbeitenden Werkstück 9 in Beruh- Die von den Meßstellen 28 und 40 abgegebenen

rung steht, welches auf geeigneten Haltevorrichtun- Signale werden also verstärkt und in dem Fehlervergen 30 ruht, die wiederum z. B. zu einem automati- stärker 31 verglichen. Der in dem Fehlerverstärker sehen Spannsystem der Maschine gehören können. stattfindende Vergleich bewirkt hierbei, daß das Auf-Diese Haltevorrichtungen könnten auch weggelassen 45 hören der Wirkung der Korrektureinrichtung festwerden, wenn die Messung des Fehlers direkt an der gelegt wird, sobald das Werkzeug 8 die Lage cingenom-Maschine erfolgen würde, z. B., wenn das Werkstück men hat, die der Kompensation des gemessenen Dinoch zwischen Spitzen eingespannt wäre. mensionsfehlers auf dem Werkstück entspricht, wobei

Das Fehlersignal wird nach Größe und Richtung die Messung durch die Meßstelle erfolgt, von der Meßstelle 28 zum Fehlerverstärker 31 über- 5° Eine Anordnung zur Nullstellungsrückführung dei tragen, der es verstärkt und mit der Aufzeichnung Meßstelle 40 wirkt derart, daß die Meßstelle keinerlei einer Änderungsfunktion vergleicht, welche von der Signal abgibt, wenn nach der Korrektur der Stellung zu erzielenden Korrektur abhängig ist. Der Ausgang des Werkzeugs durch Beeinflussung der Versorgungsdes Fehlerverstärkers ist mit dem Gleichrichter ver- einrichtung des hydraulischen Systems das fehlerhafte bunden und veranlaßt bei seinem Arbeiten eine 55 Werkstück 9 durch ein anderes Werkstück 9 ersetzi Veränderung der Speisegleichspannung für den Mo- ist, das genaue Abmessungen aufweist, tor 33. Der Tachodynamo 34, der von dem genannten Während die Meßstelle 28 von der Bauart füi

Motor angetrieben wird, gibt eine Rückkopplungs- gradlinige Steuerung ist und mit einem Taster 2S spannung ab, die der Wiederherstellung des Gleich- ausgerüstet ist, der das Werkstück 9 direkt abtaster gewichts im Vergleichskreis dient Wenn dieses Gleich- 60 soll, ist die Meßstelle 40 von der Bauart für Drehgewicht hergestellt ist, hört die Änderung der Drehzahl steuerung und hierzu mit einer Achse 41 versehen, des Motors auf, und die Arbeitsweise stabilisiert sich, Der Taster 29 und die Achse 41 sind mit der

indem der neue Durchsatz aufrechterhalten wird. beweglichen Teilen 42 bzw. 43 der veränderbarer

Als Variante könnte z, B. der Gleichstrommotor Kondensatoren verbunden, deren feste Teile bei Φ durch einen Induktionsmotor, gespeist von einem 65 bzw. 45 angegeben sind. Diese beiden Kondensalorei Frequenzwandler, oder durch irgendeinen anderen liegen in zwei Zweigen einer elektrischen Wheatstone geeigneten bekannten Antrieb ersetzt werden. Als Vergleichsmeßbrücke, deren andere beiden Zweigi weitere Variante könnte die Speisepumpe durch eine zwei feste Kondensatoren 46 und 47 enthalten.

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In einer Diagonale der Meßbrücke liegen Relais 48 Wenn aber die beiden Kapazitäten unterschiedlich

und 49 mit unterschiedlichen Abfall-Ansprechwerten, sind, erscheint eine Spannung an den Klemmen der

die mit der von der Einstellung der Kondensatoren 42 Relais 48 und 49. Entsprechend dem Wert dieser

bis 45 erzeugten Fehlerspannung gespeist werden. Diese Spannung schließt das eine oder andere Relais und

Relais 48 und 49 schalten entsprechend dem Sinne 5 versorgt den Motor 50 bzw. 51. Dieser Motor läuft

dieses Fehlers den einen oder anderen der beiden in dem für die Korrektur notwendigen Sinne und

Motoren 50 und 51 ein, welche in dem Antriebssatz 52 treibt jeweils den beweglichen Teil 43 der Meßstelle 40

enthalten sind und sich unter der Wirkung ihrer und den Läufer des Potentiometers 55 an.

Speiseströme gegenläufig drehen. Die Drehung des Potentiometers 55 bewirkt eine

Der Antriebssatz 52 dient also jeweils zum Über- io Änderung der Spannung an seinem Ausgang und auch

tragen der Korrekturgröße, die der Vorrichtung eine Störung des Gleichgewichtes in dem Gerät 32,

zuzuführen ist, auf die Meßstelle und zum Rückstellen das mit der Spannung von dem Tachodynamo 34

dieser Meßstelle auf Null, wie dies später noch erläu- bestand. Diese Störung des Gleichgewichts der Span-

tert werden wird. nungen wird in dem Gerät 32 verstärkt und dann zur

Das eine der Enden der einzigen Welle 53 des 15 Veränderung der Speisespannung des Motors 33 der

Antriebssatzes 52 ist also mit der Achse 41 des Pumpe 19 verwendet. Sie wird, wie oben bereits

beweglichen Teils des veränderbaren Kondensators 43, angedeutet, weiterhin für die Korrektur des Wertes

45 verbunden, während das andere Ende mit dem des Ventils herangezogen, das von der Flanke 24 des

Schieber 54 eines Potentiometers 55 über eine elektro- Schiebers 14 und der Austrittskante 25 der Büchse 13

magnetische Kupplung 56 verbunden ist, welche zwi- ao gebildet ist.

sehen der Welle 53 und der Achse des Schiebers 54 Wenn die Kapazität des Kondensators 43, 45 der

angeordnet ist. des Kondensators 42, 44 gleich wird, wird die resul-

Das Potentiometer 55 wird durch eine Strom- tierende Spannung in der Vergleichsmeßbrücke 31

quelle 57 gespeist. Es ist einerseits verbunden mit dem zu Null. Das Relais 4S oder 49 wird entregt, und der

Gerät 32 und andererseits mit dem Tachodynamo 34, 25 zugehörige Motor 50 oder 51 bleibt stehen. Nach

derart, daß die von dem Potentiometer und dem dem Abheben des Werkstückes 9 im Verlauf der

Tachodynamo gelieferten Spannungen einander ent- Kontrolle ist der Schalter 60 geöffnet, der Konden-

gegengerichtet in das Gerät 32 eingeführt werden. Ein sator 42, 44 ist nicht mehr eingeschaltet, sondern in

Schalter 60 ist von einem Taster 61 betätigbar, der der Vergleichsmeßbrücke durch eine feste, einstell-

von dem Werkstück 9 gesteuert wird, wenn dieses 30 bare Kapazität 66 ersetzt, deren Wert vorher bei der

die entsprechende Stellung einnimmt, und bestimmt Justierung der Vorrichtung mit dem Musterwerkstück

die Auswahl der von den Relais 48 und 49 ausgeübten auf den des Kondensators 42, 44 eingestellt wurde.

Wirkungen in folgender Weise: das Berühren des Nun wird das ursprüngliche Gleichgewicht in der

Tasters 61 durch das Werkstück hat zur Folge zunächst Brücke für die nächste Kontrolle wiederhergestellt,

die Speisung der elektromagnetischen Kupplung 56 35 Die Stellung des Schiebers 14 in der Büchse 13 ist auf

durch eine Stromquelle 62, sodann das Anschalten die Erzielung eines Werkstückes mit genauen Dimen-

der Meßstelle 28 an den Verstärker 31 und hierauf das sionen eingestellt worden und muß bis zur nächsten

Ermöglichen der Speisung der Motoren 50 und 51 Kontrolle beibehalten werden, zumindest, bis äußere

durch die Wirkung der Relais 48 und 49. Die Motoren Umstände, z. B. eine Abnutzung des Werkzeugs, eine

50 und 51 wirken jeweils auf den Befehl der Meß- 40 neue Änderung dieser Stellung erforderlich machen,

stelle 40 und die Drehung des Läufers 54 des Die Nullrückstellung der Meßstelle 40 geschieht

Potentiometers 55 ein. selbsttätig und auf einfache Weise durch Verschieben

Wird das Werkstück 9 entfernt, so wird der Taster 61 des beweglichen Teils 43, also durch den Antrieb eines

unter der Wirkung einer Feder 63 hochgedrückt und der beiden Motoren 50 oder 51.

unterbricht damit die Versorgung der elektromagne- 45 Das Einschalten der festen Kapazität 66 in die tischen Kupplung 56. Wie weiter unten erläutert ist, Vergleichsmeßbrücke 31 hat eine Fehlerspannung festdienen die Motoren 50 und 51, die stets mit den gelegt und demzufolge eine Betätigung des einen Relais 48 und 49 verbunden und noch an die oder anderen der beiden Relais 48 und 49 entsprechend Meßstelle 40 angeschlossen sind, jedesmal zum Rück- der Größe dieser Spannung. Das geschlossene Relais führen dieser Meßstelle auf Null. 50 speist nun den einen der beiden Motoren für die

Ein Hochfrequenzgenerator 65 versorgt die Ver- Nullrückstellung der Meßstelle 40, ohne dabei ar

gleichsmeßbrücke 31 zum Steuern der Relais 48 und 49, der Stellung des Potentiometers, das vom Motor durcl

während verschiedene Anschlüsse 35 am Netz zur Spei- die ausgeschaltete Kupplung 56 getrennt ist, etwas zi

sung der Motoren 50 und 51, je nach dem Fall und der ändern.

Gleichrichtertransformatoranordnung vorgesehen sind. 55 Es handelt sich hierbei praktisch um eine Änderunj

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: des Sollwertes der Meßstelle 40, da die Nullstellunj

Wird ein Werkstück 9 auf die Haltevorrichtung 30 dieser Meßstelle immer dem Wert der Drosselung de

gebracht, so führt der Schalter 60 in den Kreis der Ventils der Kopiereinrichtung entsprechen mu£

Vergleichsmeßbrücke 31 den Kondensator 42, 44 ein der zur Erzielung der exakten Abmessungen des τ

und speist im übrigen die elektromagnetische Kupp- 6₀ bearbeitenden Werkstückes erforderlich ist. In diese

lung 56. Wenn nun die Kapazitäten der Konden- Stellung sind die Kapazitäten 43, 45 einerseits und 6

satoren42, 44 und 43, 45 untereinander gleich sind, andererseits gleich, und die Spannung an den Klemme

erscheint an den Klemmen der Relais 48 und 49 der Relais 48 und 49 ist Null,

keinerlei Spannung. Das abgetastete Werkstück ist Das beschriebene Ausführungsbeispiel konnte z. I

also identisch mit dem Werkstück, für dessen Typ 65 dadurch abgewandelt werden, daß die Kapazitäte

die Vorrichtung ausgelegt worden ist, und in der durch Widerstände oder magnetische Kreise erset

Versorgung der hydraulischen Kopiervorrichtung wird wurden,

keine Veränderung vorgenommen. Andererseits könnte unter Beibehaltung desselbe

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Grundschemas die elektrische Ausrüstung durch eine zu steuern, der seinerseits zur Servosteuerung der

äquivalente pneumatische oder hydraulische oder Stellung des Schiebers 77 verwendet wird, welcher

auch völlig mechanische Ausrüstung ersetzt werden. sich im Innern der Büchse 78 verschieben kann.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in den Jede Änderung der erhaltenen Spannung an den

F i g. 6 und 7 dargestellt ist, ist die hydraulische 5 Klemmen des Potentiometers 55 durch die Einwirkung

Pumpe für veränderbaren Durchsatz durch eine Pumpe des einen oder anderen der Motoren 50 und 51 hat

für konstanten Durchsatz ersetzt, von dem nur ein eine Veränderung der Lage des Schiebers 77 und dem-

veränderbarer Teil zur Speisung der hydraulischen zufolge des Speisedurchsatzes der hydraulischen

Kopiereinrichtung verwendet wird. Servosteuerung 10 durch das Rückschlagventil 21 a

In der Fig. 6 ist wieder die Meßstelle 28 für io und die Leitung 23a zur Folge.

einen der Durchmesser des Werkstückes 9 und der Abgesehen von der speziellen Verwendung der Span-Fehlerverstärker 31 dargestellt, dessen Aufgabe es nung an den Klemmen des Potentiometers 55, welche stets ist, den gemessenen Wert mit einem Sollwert das Charakteristikum dieser Variante ist, bleibt die zu vergleichen und eine Änderungsfunktion anzuge- Wirkungsweise der Vorrichtung die gleiche wie die ben, die von der zu erhaltenen Korrektur abhängig ist. 15 der bereits beschriebenen. Das auf dem Prinzip der Diese Änderungsfunktion wird einem Servoventil 70 Veränderung des Durchsatzes einer hydraulischen vorgegeben, welches zwischen dem Ausgang eine Servosteuerung beruhende automatische Regelsystem Pumpe 71 mit konstantem Durchsalz, angetrieben kann im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden, von einem Motor konstanter Drehzahl, und dem Es kann z. B. angewendet werden auf Fräs-Speisekreis für die hydraulische Steuerung des Kopier- 20 maschinen oder andere Kopierwerkzeugmaschinen Schlittens 4 angeordnet ist. Aufgabe des Servoventils 70 und ist selbst für eine beliebige Maschine geeignet, ist es, den Durchsatz für die Speisung der hydrauli- die mit Hilfe einer hydraulischen Steuerung veranlaßt üChen Servosteuerung zu verändern, indem sie die wird, nach einer bestimmten, vorgegebenen Funktion vom Fehlerverstärker 31 zugeführten Informationen zu arbeiten.

so auswertet, daß die Lage des Kopierschlitlens 4 25 Obwohl die Erfindung in ihren Einzelheiten in Ver-

und des Werkzeugs 8 derart korrigiert wird, daß ein bindung mit einer automatischen Regeleinrichtung

Werkstück mit genauen Abmessungen nach dem bereits beschrieben wurde, die die fortschrittlichste Lösung

beschriebenen Verfahren erzielt wird. für das Arbeiten auf einer automatischen Maschine

In F i g. 7 ist ein elektrisches Schema analog dem darstellt, kann das Verfahren nach der Erfindung

in Fig. 5 dargestellt, jedoch entsprechend dem 30 auch auf die Steuerung der Lage des Werkzeugs »von

Ausführungsbeispiel der F i g. 6 finden sich die glei- Hand« angewendet werden, um z. B. der Abnutzung

chen Organe wie bereits beschrieben, nämlich: Die des Werkzeugs oder eventuellen Wärmedehnungen

Meßstelle 28, die Meßbrücke 31 mit ihren Relais 48 Rechnung zu tragen.

und 49, die Meßstelle 40, der Antriebssatz 52, die In diesem Fall stellt der Bedienende die Abmes-

elektromagnetische Kupplung 56 und das Potentio- 35 sungen des Werkstückes am Vergleichsgerät fest,

meter 55. Der Unterschied gegenüber dem bereits und im Falle einer Abweichung braucht er lediglich

beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt im wesent- den Durchsatz an Druckmittel in der hydraulischen

liehen in der nunmehr erfolgten Anwendung der an Servokopiersteuerung verändern. Hierbei kann eine

den Klemmen des Potentiometers erhaltenen Spannung. Vergleichstabelle für die erhaltenen Korrekturen in

Diese Spannung wird an die Spule 75 des Servo- 40 Abhängigkeit von den Durchsatzänderungen verwen-

ventils gelegt, um die Lage des beweglichen Kernes 76 det werden.

Hierzu 2 Blatt zeichnungen

► --■ ■. Λ.

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Claims (4)

1 2 Kopierdrehmaschine mehrere Meßstellen an einem Patentansprüche: Werkstück zu berücksichtigen. Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine auto-

1. Werkzeugmaschine mit hydraulischer Ein- matische Steuereinrichtung anzugeben, die einfach kanten-Kopiersteuerung und mit einer Meßsteue- 5 und billig in der Herstellung und genau und zuverrung, bei der das bearbeitete oder das noch in lässig in der Arbeitsweise ist, wobei der Anbau an Bearbeitung befindliche Werkstück gemessen und vorhandene Maschinen auf einfachste Weise und mit die Differenz zwischen dem ermittelten Istwert geringstem Aufwand vorgenommen werden soll,
und dem Sollwert des Werkstückes ermittelt Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das und als Fehlersignal in den Kopiersteuerteil io in dem Kopiersteuerteil eingegebene Fehlersignal eingegeben und dadurch eine Korrektur der auf eine den Druck und/oder die Menge des dem Werkzeugeinstellung erzielt wird, d a d u r c h ge- Kopiersteuerventil zufließenden Druckmediums steukennzeichnet, daß das Fehlersignal auf ernde Einrichtung einwirkt. Das Fehlersignal steuert eine den Druck und/oder die Menge des dem dabei vorzugsweise die Drehzahl des Antriebsmotors Kopiersteuerventil (13, 14) zufließenden Druck- 15 für die Hydraulikpumpe.

mediums steuernde Einrichtung einwirkt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in der

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch Zuflußleitung vor dem Kopiersteuerventil auch ein gekennzeichnet, daß das Fehlersignal die Drehzahl vom Fehlersignal gesteuertes Magnetventil zwischendes Antriebsmotors (33) für die Hydraulikpumpe geschaltet.

(19) steuert (F i g. 4 und 5). 20 Bei der Werkzeugmaschine nach vorliegender Erfin-

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch dung wird erreicht, daß eine verhältnismäßig große gekennzeichnet, daß in der Zuflußleitung vor dem und somit leicht steuerbare Veränderung der Druck-Kopiersteuerventil (13, 14) ein vom Fehlersignal flüssigkeitsförderung nur eine sehr geringe Verändegesteuertes Magnetventil (70) zwischengeschaltet rung des Drosselspaltes am Ventil bewirkt, so daß ist (F i g. 6 und 7). 25 eine Korrektur in sehr kleinen Werten, in der

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, bei Größenordnung von Mikron, über einen genügend welchem das Fehlersignal in Form einer elektri- großen Bereich mit größter Genauigkeit erzielbar ist. sehen Spannung auftritt, dadurch gekennzeichnet, Die Erfindung wird nachstehend an Hand von daß die elektrische Spannung in einer Vergleichs- Zeichnungen erläutert, die zwei Ausführungsbeispiele einrichtung (32) mit der Spannung eines Tacho- 30 einer Kopierdrehmaschine zeigen, die mit einer dynamos (34) in Vergleich gesetzt ist, der von Einrichtung zur automatischen Regelung und einer einem Motor (33) mit veränderlicher Geschwin- Einrichtung zum automatischen Korrigieren ausgedigkeit zum Antrieb der Pumpe (19) angetrieben stattet ist. In den Zeichnungen zeigt

wird, und daß die Drezhahl dieses Motors von der F i g. 1 einen Querschnitt des Längsschlittens und

Vergleichseinrichtung gesteuert ist. 35 des Querschlittens (bewegbarer Teil) einer Kopierdrehmaschine mit dem zugehörigen hydraulischen Antrieb und einem Schema der hydraulischen Steue-