DE692920C

DE692920C - Elektrische Steuerung fuer Kopiermaschinen, insbesondere Kopierfraesmaschinen

Info

Publication number: DE692920C
Application number: DE1936A0081101
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schmid
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-11-18
Filing date: 1936-11-18
Publication date: 1940-06-28

Description

Die Erfindung betrifft die Ausbildung einer besonders zweckmäßigen Tastersteuerung für Kopierfräsmaschinen, Kopierhobelmaschinen, Kopierschleifmaschinen oder andere nach dem gleichen Prinzip arbeitende Arbeitsmaschinen, bei denen Werkstücke mit großer Genauigkeit auf ein vorbestimmtes Maß bearbeitet werden. Um eine dreidimensionale Arbeitsweise der vorgenannten Werkzeugmaschine zu ermöglichen, ist für jede der drei aufeinander senkrechten Bewegungsrichtungen des Werkzeugkopfes ein Verstellmotor vorgesehen, dessen Schaltorgan vermittels des Tasters gesteuert wird. Gemäß der Erfindung ist nun jedem Verstellmotor eine an den zugehörigen Schlitten befestigte Magnetspule zugeordnet, deren Eisenkern durch den Taster gegenüber der Spule verschiebbar ist, wobei der Spulenstrom den Anodenstrom eines Gasentladegefäßes mittels Gitterbeeinflussung verändert, wodurch ein Regler für den zugehörigen Verstellmotor aus einer mittleren Nullage in der einen oder anderen Richtung bewegbar- und durch Abklingen der Wirkung des Anodenstromes'bei der Verstellbewegung des Schlittens zurückführbar ist.

Es sei erwähnt, daß es bei einer Drehzahlregeleinrichtung für den Elektromotor der Aufwickelrolle einer Drahtziehmaschine bekannt ist, über ein Gasentladungsgefäß in Abhängigkeit von der Stellung einer auf dem Draht laufenden Rolle und der Stellung eines mit dieser Rolle verbundenen Eisenkerns in einer Magnetspule die Drehzahl des Wickelmotors zu regeln.

Es sind ferner bereits Steuerungen für Kopierfräsmaschinen bekanntgeworden, bei welchen durch die Verstellung des über das Muster gleitenden Tasters gleichzeitig der Fräskopf über mechanische Gelenke geführt wird. Weiterhin ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei der die Übertragung der Bewegungen des Tasters auf den eigentlichen Werkzeugkopf mittels einer Spiegeleinrichtung nebst

Photozelle erfolgt. Bei dieser Ausführung befindet sich unmittelbar auf dem Taster ein Spiegel, der je nach der Bewegungsrichtung des Tasters in eine andere Lage gedreht wird. Ein auf den Spiegel fallender Lichtstrahl trifft dann auf die über der Werkzeugmaschine angeordnete Photozelle. Die im Nachstehenden beschriebene Steuerung nach der Erfindung zeichnet sich den bisher bekannten Ausführungen gegenüber durch eine große Einfachheit und Betriebssicherheit aus.

Wenn die Übersetzung zwischen Tasterbewegung und Werkzeugbewegung, wie an sich bekannt, beliebig einstellbar sein soll, so läßt sich dies bei der erfindungsgemäßen Steuerung in einfacher Weise dadurch erreichen, daß in den Anodenstromkreis des Gasentladungsgefäßes ein regelbarer Widerstand eingeschaltet wird oder die Spulenwindüngen schaltbar sind.

Eine an sich ebenfalls bekannte gegensätzliche Bewegung von Taster und Werkzeug läßt sich einfach dadurch· erzielen, daß durch eine umgekehrte Anordnung der Empfängerspule die Bewegungsrichtung des Eisenkerns auf der Geberseite entgegengesetzt derjenigen auf der Empfängerseite ist.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Die Abb. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die an den verschiedenen Schlittengestellen der Werkzeugmaschine angebrachten Verstellmotoren M₁, M₂ und Af₃ sowie die dazugehörigen Steuerspulen S₁, S₂ und S₃. Mit F ist der Werkzeugkopf, in diesem Falle ein Fräskopf, und mit B das zu bearbeitende Werkstück bezeichnet. In der Abb. 2 ist schematisch unter Weglassung der den TasterT über das Werkstücke führenden VerStellmotoren die Geberseite der Kopierwerkzeugmaschinen veranschaulicht. Die Spulen S_ia, S_2a und S_Sa sind den Jvpulen 6Ί bis S₃ auf der Empfängerseite der Maschine zugeordnet. In welcher Weise die jeweils einander zugeordneten Spulen untereinander gekuppelt sind, zeigt das in Abb. 3 dargestellte Schaltschema, das für jedes Spulenpaar genau das gleiche ist. Bei einer dreidimensionalen Arbeitsweise der Werkzeugmaschine müssen also drei derartige Schaltanordnungen vorhanden sein. In der letztgenannten Abbildung ist mit R₁ die der Spule S₁ zugeordnete Röhre und mit R_la die der Spule S_la zugeordnete Röhre gekennzeichnet. Der Gitter-Stromkreis dieser Röhren wird durch je eine Wechselstromquelle gespeist. Im Anodenstromkreis sind Gleichstromquellen angedeutet. Das doppelseitige Schaltinstrument, welches den entsprechenden Verstellmotor des ' 60 Schlittengestelles der Arbeitsmaschine im Uhrzeigersinne oder im Gegenzeigersinne ein- > schaltet (Kontakte I und r) ist derartig angeordnet, daß sich bei gleicher Induktivität der Spulen S₁ und S_la die durch seine Betätigungsspule fließenden Ströme aufheben. Der Kontaktarm dieses Instrumentes nimmt dann die in Abb. 3 dargestellte Lage ein. Der im Anodenstromkreis liegende regelbare Widerstand W dient zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses der Kopiereinrichtung,

Die in den Abb. 1 bis 3 veranschaulichte erfindungsgemäße Einrichtung hat folgende Wirkungsweise: Wird der Taster T bei seinem Weg über das Muster nach oben verstellt, so wird der in die Spule S_ia hineinragende Eisenkern etwas herausgezogen. Dadurch ändert sich die Induktionsspannung, welche am Gitter der Röhre R_la liegt. Der Kontaktarm des Schaltinstrumentes / wird nun nach einer Seite ausschlagen und damit den Motor M₁, der die Höhenverstellung des Fräskopf es regelt, an Spannung legen. Der Support des Fräskopfes bewegt sich dann nach oben, so daß der mit diesem Support verbundene Eisenkern ebenfalls aus der Spule S₁ herausgezogen wird. Auf diese Weise wird die Gitterspannung der Röhre R₁ beeinflußt. Wenn nun die Selbstinduktion der Spulen S_la und S₁ übereinstimmt, werden sich die beiden Anodenströme im Schaltinstrument / kompensieren, so daß der Kontaktarm des Instrumentes wieder in seine mittlere Ausgangsstellung zurückkehrt. Sobald also der -Taster T nach oben bewegt wird, erfolgt ebenfalls eine Bewegung des Fräskopfes-nach der gleichen Richtung. Für die anderen beiden Bewegungsrichtungen ist eine gleiche Schaltanordnung vorgesehen.

Wird der Taster T nicht nach oben, sondern z. B. nach umten bewegt, so schlägt das Schaltinstrument / nach der anderen Seite aus und schaltet damit den Verstellmotor in der anderen Drehrichtung ein, so daß sich der Frässupport nach unten in Bewegung setzt. Die S teuer spulen S₁ bis S_s bzw. S_ia bis JT₃₀ können ohne weiteres 20 cm lang ausgeführt und zur Abschirmung gegen magnetische Einflüsse mit einer Eisenkapselung versehen werden. Durch Herausziehen der Eisenkerne läßt sich der Anodenstrom ohne weiteres zwischen ο und 15 Amp, steuern. Da das Kontaktinstrument / zum Ansprechen nur eine Leistung von 0,025 Watt benötigt, kann die erfindungsgemäße Anordnung außerordentlich empfindlich gemacht werden. Schon bei einer ganz geringen Verschiebung des Tasters T um etwa 0,1 bis 0,01 mm wird der Fräskopf automatisch dieser Bewegung folgen. Wie schon dargelegt wurde, kann das Übersetzungsverhältnis der Kopiereinrichtung durch Einschaltung eines Regelwiderstandes W beliebig verändert werden. Der

gleiche Effekt ist zu erzielen, wenn die Spulen mit ab- oder zuschaltenden Windungen versehen sind.

Zu der Tasterausführung selbst ist noch zu sagen, daß man die Tasterspindel als Eisenkern einer Geberspule ausbilden kann. Mit einer derartigen Ausführung wäre aber nur die Auf- und Abwärtsbewegung des Tasters auf die Empfäcngerseite zu übertragen. Für die anderen Bewegungsrichtungen können an dem Tastapparat entweder elektromagnetische MJeßköpfe oder Früssigkeitsmeßdoisen Verwendung finden. Durch geeignete Umschaltung auf eine umgekehrt angeordnete Steuer-·

• 5 spule läßt es sich erreichen, daß mit einer Kopier werkzeugmaschine das Eibenbild des Musters und auf einer zweiten das Gegenstück dazu hergestellt wird, so daß es nicht mehr nötig ist, ein besonderes Mu-

üo ster für dieses Gegenstück anzufertigen. In der Abb. ι ist das Gegenstück zu dem Werkstück 5. gestrichelt angedeutet. Schließlich ist es auch noch möglich, mit der gleichen Tastapparatur eine dritte Kopiermaschine zu

^a5 steuern, welche beispielsweise zu dem auf den anderen Maschinen hergestellten Gesenk den dazugehörigen Stempel jiräst. Der Vorteil dieser Mehrfachkopiereinrichtungen besteht vor allen Dingen darin, daß das Muster nur einmal angefertigt werden muß und .auch nur einmal die verhältnismäßig teure Gebereinrichtung nebst Taster benötigt wird. Auch ist die Gewähr dafür gegeben, daß alle drei Werkstücke eine gleichmäßige Ausführung erhalten, da sie ja alle in einem Arbeitsprozeß von dem gleichen Muster hergestellt sind.

In der Abb. 4 ist eine einfache Kopiereinrichtung, z. B. eine Kopierhobelmaschine, dargestellt. Der Taster T sowie der Hobelstahl H sitzen auf dem gemeinsamen Support C. Wenn die Hobelmaschine in Betrieb ist, bewegt sich am Ende eines jeden Arbeitszuges der Maschine der Support D automatisch nach links, d. h. in Richtung a. Der Fühler T wird hierbei durch die in der Zeichnung dargestellte Schablone E nach oben gedrückt und damit die Feder E, die sich im. Innern der Spule S₁ befindet, zusammengedrückt. Das in Abb. 3 dargestellte Schaltinstrument / schlägt nun aus, da sich die Selbstinduktion der Spule S₁ vergrößert. Da diese Selbstinduktion das Gitter der Röhre R₁ steuert, wird 'der Anodenstrom größer. Die Folge davon ist das Einschalten des H'öhenveretelkn'Otara M₂. Der Support C wird dann nach oben inRichtung b bewegt, und zwar so lange, bis der Aino'deristrom gleich wieder auf den konstanten Gegenstrom, der in diesem Fall nicht durch eine Röhre gesteuert wird, abgeklungen ist. Dieser Fall tritt dann ein, wenn der Fühler Γ innerhalb der Spule S₁ wieder genau die gleiche Stellung eingenommen hat wie vorher. Bewegt sich der Support C nach oben, so wird die Feder E den Taster T nach unten drücken. Der Support C wird also stets um den gleichen Betrag auf- oder abwärts -wandern, um den sich der Taster T aus der Mittellage der Spule S₁ nach oben und unten bewegt hat.

Man kann aber auch den Hobelstahl H auf einem besonderen Support anordnen und bei der Auf- und Abwärtsbewegung dieses Supports einen Eisenkern in die feststehende Spule 6*3 eintauschen lassen. Dadurch wind der Höhenverstellmötor M₃ in der vorbeschriebenen Weise gesteuert. Der Support mit dem Hobelstahl H wird also stets der Bewegung des Tasters folgen. Eine Summierung der Fehler ist hier ausgeschlossen, da jeder Fehler, der durch das ungenaue Arbeiten der Steuerung bzw. der Verstellmotoren eventuell entstehen könnte, sich nach mehreren Arbeitshüben ausgleichen muß.

In den Abb. 5 und 6 ist schließlich eine Einrichtung zum Kopieren eines Gegenstückes zu einer vorhandenen Musterform dargestellt. Zu diesem Zweck ist zur Steuerung des HöhenverStellmotors Af₂ außer der Spule 5'_ä eine zweite Spule S'₂ angeordnet. Wenn mittels des in der Abb. 6 dargestellten Umschalters U an Stelle der Spule S₂ die Spule ,S"_ä eingeschaltet wird, so läuft der Support C nach unten, wenn der Taster T nach oben bewegt wird. In der Darstellung der Abb. 5 ist jedoch ein Werkstück B gezeichnet, das genau "nach dem Mustert bearbeitet wird. Eine derartige Arbeitsweise entspricht ' der gezeichneten Lage des Umschalters U.

Bei den eingangs beschriebenen Kopiereinrichtungen, bei denen ein besonderer Geberapparat und getrennt davon besondere Empfänger anordnungen Verwendung finden, muß zwischen den entsprechenden Geber- und Empfängenmotoren eine Gleichlaufsicherung vorgesehen werden, die vor allen Dingen auch ' °5 während des An- und Auslaufs der Motoren wirksam sein muß. Bei Benutzung von Drehstrommotoren als Verstellmotoren ist 'die Gleichlaufsicherung verhältnismäßig einfach, da die- Motoren dann nur nach dem System V¹⁰ der elektrischen Welle gekuppelt zu werden brauchen. Eine Abbremsung der Motoren kann beispielsweise durch Gleichstrom vorgenommen werden. Doch lassen sich natürlich auch andere bekannte Bremsverfahren anwenden. Bei Benutzung von Gleichstrommotoren wird die Gleichlaufsicherung etwas umständlicher. Es gibt aber -auch hier' eine Reihe bekannter, sehr zuverlässig arbeitender Verfahren. '

Die Anwendung des .Erfmdungsgedainkens ist natürlich- nicht auf die im vorstehenden

beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern die Erfindung kann für alle möglichen Kopiereinrichtungen benutzt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrische Steuerung für Kopiermaschinen, insbesondere Kopierfräsmaschinen, bei der für den Antrieb der die

ίο Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück bzw. Taster und Muster in den vorzugsweise drei Hauptrichtungen des Raumes vermittelnden Schlitten je ein, vom Taster gesteuerter Verstellmotor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verstellmotor (M₁₁M₂₁M₃) eine an den zugehörigen Schlitten befestigte Magnetspule (S₁, S₂, S₃): zugeordnet ist, deren Eisenkern durch den Taster (T)

ao gegenüber der Spule verschiebbar ist, wobei der Spulenstrom den Anodenstrom eines Gasentladegefäßes (R₁^ mittels Gitterbeeinflussung verändert, wodurch ein Regler (/) für den zugehörigen Verstell-

a₅ motor aus einer mittleren Nullage in der einen oder anderen Richtung bewegbar und durch Abklingen der Wirkung des Anodenstroms bei der Verstellbewegung des Schlittens zurückführbar ist.
2. Elektrische Steuerung nach Anspruch i, bei der Taster und Werkzeug auf getrenntem Schlitten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (/) unter dem gleichzeitigen Einfluß zweier Anodenströme steht, von denen der eine von der Gitterspannung gesteuert wird, die im Stromkreis einer an dem den Taster tragenden Schlitten angeordneten Magnetspule herrscht, und der andere von der Gitterspannung gesteuert wird, die im Stromkreis einer weiteren an dem das Werkzeug tragenden Schlitten angeordneten Magnetspule herrscht.
3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anodenstromkreis ein regelbarer Widerstand (W) eingeschaltet ist oder die" Spulenwindungen schaltbar sind, um, wie an sich bekannt, zwischen Tasterbewegung und Werkzeugbewegung eine beliebig einstellbare Übersetzung zu erreichen.
4. Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, idaß durch eine umgekehrte Anordnung der Empfängerspule die Bewegungsrichtung des Eisenkerns auf der Geberseite entgegengesetzt derjenigen auf der Empfängerseite ist, um, wie an sich bekannt, eine gegensätzliche Bewegung von Taster und Werkzeug zu erzielen.
5. Elektrische Steuerung. nach Anspruch ι und 2, bei der Taster und Werkzeug auf dem gleichen Schlitten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des von der am Werkzeugschlitten gg befestigten Magnetspule beeinflußten Anodenstromes ein konstanter Gleichstrom verwendet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen