DD160733A3 - MEASURING CONTROL UNIT FOR GRINDING MACHINES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Messsteuereinrichtung zum Positionieren und Messen von Werkstuecken, insbesondere an Rundschleifautomaten, an denen die Positionierung der Werkstuecke in axialer und radialer Richtung schnell moeglich sein soll und die Gestaltung der Planflaeche einen Messhebelfreihub unbedingt erfordert. Im Steuergeraet werden die erzrugten Messsignale aufbereitet, wobei zur Signalinvertierung ein an sich bekanntes Schaltungselement verwendet wird, so dass auch bei unterschiedlichen Positionier- und Messrichtungen die Steuerung der Werkzeugmaschine mit konstanten Eingangsgroessen erfolgt. Diese Messeinrichtung mit hoher Genauigkeit gestattet einen universellen Anbau an die Werkzeugmaschinen, sie ist fuer radiale und axiale Messrichtung mit konstantem Messbereich und grossem Messhebelfreihub geeignet, liefert fuer die Werkzeugmaschine gleiche Eingangsgroessen, besitzt am Steuergeraet eine automatisch wirkende Umschaltung fuer das Positionieren und Messen an einem Werkstueck in einem Maschinenzyklus und ermoeglicht bei fixierten oder variierten Abschaltpunkten die Einleitung vorgegebener Bearbeitungsstufen an der Werkzeugmaschine.The invention relates to a measuring control device for positioning and measuring workpieces, in particular cylindrical grinding machines, where the positioning of the workpieces in the axial and radial directions should be quickly possible and the design of the Planflaeche requires a Meßhebelfreihub absolutely. In the control unit the erfrugten measuring signals are processed, which is used for signal inversion, a per se known circuit element, so that even with different positioning and measuring directions, the control of the machine tool with constant input quantities. This measuring device with high accuracy allows a universal attachment to the machine tools, it is suitable for radial and axial measuring direction with constant measuring range and a large lever free stroke, provides the same machine input for the machine tool, has on the control unit automatically acting switching for positioning and measuring on a workpiece in a machine cycle and allows at fixed or varied shutdown the initiation of predetermined processing stages on the machine tool.
Description
Akt.-Zeich.·. WP G 01 B/228 012/0. · Akt.-signatories. WP G 01 B / 228 012/0
Anmelder:applicant:
Partuscheck, Hellmut IngenieurPartuscheck, Hellmut engineer
Wolf, Günther Dipl.-Ing.Wolf, Günther Dipl.-Ing.
Lauterbach, Bernd IngenieurLauterbach, Bernd engineer
Zustellungsbevollmächtigter:Registered Agent:
VbB Feinmess DresdenVbB Feinmess Dresden
8023 Dresden, Kleiststr. 108023 Dresden, Kleiststr. 10
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Titel der ErfindungTitle of the invention
Ließsteuereinrichtung für Schleif automatenLießsteuereinrichtung for grinding machines
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Meßateuereinrichtung zum Positionieren und Messen von Werkstücken, insbesondere an Äundschleifautomaten, an denen die Positionierung der Werkstücke in axialer und radialer Richtung schnell möglich sein soll.The invention relates to a Meßateuereinrichtung for positioning and measuring of workpieces, in particular on Äundschleifautomaten where the positioning of the workpieces in the axial and radial directions should be possible quickly.
Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Einrichtung dort angewendet werden, wo die Gestaltung der Planfläche des Werkstückes einen Meßhebelfreihub erfordert, um den Tastdiamanten am Meßhebel beim Aufsetzen und Abheben des Meßhebels von der zu messenden Fläche vor beschädigung zu schützen.Advantageously, the device according to the invention can be used where the design of the plane surface of the workpiece requires a Meßhebelfreihub to protect the Tastdiamanten on the measuring lever when placing and lifting the measuring lever of the surface to be measured against damage.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
In (1) S. 121 bis 125 ist ein Meßwertaufnehmer und Steuergerät mit elektrischem Wirkprinzip beschrieben, bei dem die Schaltpunkte der Relais für die Ausganbe der Steuersignale zur Werkzeugmaschine über den gesamten Meßbereich einstellbar sind. Ein-Nullabschaltpunkt erzeugt das letzte Ausgangssignal bei Abschluß der Bearbeitung des Werkstückes.In (1) pp 121 to 125, a transducer and control device is described with electrical operating principle, in which the switching points of the relay for the Ausganbe the control signals to the machine tool over the entire measuring range are adjustable. One-zero cut-off point generates the last output at the completion of the machining of the workpiece.
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Diese Meßeinrichtungen werden vorzugsweise für Radiusmessungen im Einpunkt- und Zweipunkt-Meßverfahren eingesetzt· Die Meßwertaufnehmer sind in der Regel mit einer Meßhebelabhebeeinrichtung ausgerüstet und können daher auch für das Positionieren von Werkstücken verwendet werden, wenn bei Zustellung der Werkstückspindel in die Maschine hinein die rechte Planseite des Werkstückes und bei der Zustellung aus der Maschine heraus die linke Planseite positioniert werden soll, die aber nur in den seitesten Fällen angewendet werdent Sie besitzen den Nachteil, daß bei normaler Spindelzustellung, die entgegengesetzt wie beschrieben erfolgt, die Meßhebelabhebung vom Werkstück nicht mehr möglich ist. Bei einer weiteren bekannten Meßeinrichtung, dargestellt in LE 23 16 739, besteht die Möglichkeit, mit einem Meßwertaufnehmer ohne Umstellung des Meßhebelfreihubes, beide Positionierrichtungen zu verwirklichen, Bei dem zugehörigen Steuergerät wurde der Nullabschaltpunkt in die Mitte des Meßbereiches gelegt. Damit kann in beiden Richtungen gemessen und positioniert werden, wenn entsprechend der gewählten Richtung der Meßwandler im Meßwertaufnehmer normal oder um 180 gedreht angeordnet ist·These measuring devices are preferably used for radius measurements in single-point and two-point measuring methods. The transducers are usually equipped with a lever lift-off device and can therefore also be used for positioning workpieces when the workpiece is fed into the machine on the right-hand side of the workpiece Workpiece and the delivery from the machine, the left side of the plan to be positioned, but which are only used in the seitesten cases t They have the disadvantage that with normal spindle delivery, which is opposite as described, the Meßhebelabhebung from the workpiece is no longer possible , In another known measuring device, shown in LE 23 16 739, it is possible to realize with a transducer without changing the Meßhebelfreihubes, both positioning directions, In the associated control unit, the zeroing was placed in the middle of the measuring range. This can be measured and positioned in both directions if, according to the selected direction of the transducer is arranged in the transducer normal or rotated by 180 ·
Diese Anordnung besitzt aber den Nachteil, daß für jede Meßrichtung nur der halbe Meßbereich zur Verfügung steht, wodurch der universelle Einsatz der Meßeinrichtung eingeschränkt ist.However, this arrangement has the disadvantage that only half the measuring range is available for each measuring direction, whereby the universal use of the measuring device is limited.
In einer Meßsteuereinrichtung nach DE 15 77 485 wird in einem Meßwertaufnehmer für jede Meßrichtung ein kapazitiver Meßwandler zugeordnet. Diese Anordnung ermöglicht ebenfalls das Positionieren von Werkstücken in beiden Richtungen. Diese Meßeinrichtung besitzt aber nur einen Vorschalt- und einen Nullabschaltpunkt und ermöglicht durch die beiden Meßwandler, die in einem Gehäuse angeordnet sind, einen geringeren Meßbereich und einen kleinen Meßhebelfreihub, Sie besitzen aber den Nachteil, daß keine Meßhebelabhebeeinrichtung für unseren Anwendungsfall vorgesehen ist und beide Meßspulen die Meßhebelabhebung behindern.In a measuring control device according to DE 15 77 485 a capacitive transducer is assigned in a transducer for each measuring direction. This arrangement also allows the positioning of workpieces in both directions. However, this measuring device has only a Vorschalt- and a Nullabschaltpunkt and made possible by the two transducers, which are arranged in a housing, a smaller measuring range and a small Meßhebelfreihub, but they have the disadvantage that no Meßhebelabhebeeinrichtung is provided for our application and both measuring coils hinder the lever lift.
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Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, eine Meß steuereinrichtung für eine hohe Positionier- und Meßgenauigkeit zu schaffen, die universell einsetzbar ist, für axiale oder radiale Meßrichtungen angewendet werden kann und einen großen Meßhebelabhebebetrag vom Werkstück besitzto Die Meß steuereinrichtung soll eine automatisch wirkende Umschaltung für das Positionieren und Messen an einem Werkstück in einem Arbeitszyklus gestatten»The aim of the invention is to provide a measuring control device for a high positioning and measuring accuracy, which is universally applicable, can be used for axial or radial measuring directions and has a large Meßhebelabhebebetrag workpiece o The measuring control device is an automatically acting switching for Positioning and measuring on a workpiece in a work cycle allow »
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine universelle Positionier- und Meßsteuereinrichtung mit hoher Meßgenauigkeit für die maßabhängige Steuerung von Schleifautomaten zu schaffen, bei denen die Werkstücke mit einer Stellspindel positioniert werden und daß diese Einrichtung den Sicherheitsvorschriften für Schrägeinstich-Rundschleifautomaten entspricht und somit auch für entgegengesetzte radiale und axiale Meßrichtungen geeignet isto The object of the invention is to provide a universal positioning and measuring control device with high accuracy for the measure-dependent control of grinding machines, in which the workpieces are positioned with an adjusting spindle and that this device meets the safety regulations for Schrägeinstich-cylindrical grinding and thus for opposite radial and axial directions of measurement is suitable o
Die Meßsteuereinrichtung soll mit einer elektrisch wirkenden Meßhebelabhebeeinrichtung ausgerüstet sein, die einen großen Meßhebelabhebebetrag vom Werkstück gestattet und eine automatisch wirkende Umschaltung für das Positionieren und Мезэеп, an einem Werkstück, in einem Arbeitszyklus bei fixierten oder variierten Abschaltpunkten, mit gleichen Eingangsgrößen, gestattet.The measuring control device should be equipped with an electrically acting Meßhebelabhebeeinrichtung that allows a large Meßhebelabhebeabeträgag workpiece and an automatic acting switching for positioning and Мезэеп, on a workpiece, in a work cycle at fixed or varied shut-off points, with the same input variables permitted.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Meßwertaufnehmer unter Beibehaltung der Bezugsebene gedreht werden kann und im Steuergerät eine Signalinvertierung möglich ist.According to the invention the object is achieved in that a transducer can be rotated while maintaining the reference plane and in the control unit signal inversion is possible.
Hierbei wird ein an sich bekannter Meßwertaufnehmer verwendet, der mit einer elektrischen Meßhebelabhebeeinrichtung ausge-In this case, a known per se transducer is used, which is equipped with an electrical Meßhebelabhebeeinrichtung.
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rüstet ist, die Meßwerterfassung nicht erst über reibungsbewirkende Übertragungsglieder erfolgt und alle diese funktionswichtigen Teile, einschließlich dem Meßelement, in einem gasdichten Gehäuse untergebracht sind aus dem lediglich der Ließhebel herausragt.is equipped, the measured value not only via friction-effecting transmission elements takes place and all these functionally important parts, including the measuring element, housed in a gas-tight housing are protruding from the only Ließhebel.
Der Iüeßwer tauf nehmer ist auf ' Auflage-Punkten an einer Befestigungsplatte mit einer Prismenführung verschraubt und wird damit an einer Aufnahmeeinheit befestigt, mit der eine Verstellung des Meßwertaufnehmers möglich ist. Die Befestigungsplatte ist Bestandteil des Gehäuses des Meßwertaufnehmers.The Iüeßwer tauf participants is screwed on 'support points on a mounting plate with a prismatic guide and is thus attached to a receiving unit with which an adjustment of the transducer is possible. The mounting plate is part of the housing of the transducer.
Ein als Kahmen ausgebildeter Gehäuseteil kann mit dem Meßwertauf nehiaer, entsprechend der gewählten Positionierrichtung von links oder rechts gedreht werden, wodurch der bewegliche Teil des Meßwertaufnehmers gegenüber einer Bezugsebene überall den gleichen Meßhebelfreihub besitzt.A trained as Kahmen housing part can be rotated with the Meßwertauf nehiaer, according to the selected positioning direction from the left or right, so that the movable part of the transducer relative to a reference plane has everywhere the same Meßhebelfreihub.
Raststifte am Gehäuse ermöglichen die Arretierung des Me,ßhebels und verhindern die Beschädigung des Kreuzfedergelenkes am Meßwertaufnehmer beim Auswechseln von Teilen des Meßhebels. Eine Verstelleinrichtung am Meßhebel ermöglicht eine Peineinstellung des Nullabschaltpunktes am Steuergerät. Eine elektrische Meßhebelabhebevorrichtung zum Anlegen und Abheben des Ueßtasters an die zu messende Fläche des Werkstückes verhindert eine Beschädigung des Tastdiamantene Fehlerhaft eingespannte Werkstücke werden durch die Meßsteuereinrichtung signalisiert und ermöglichen das Abschalten der Werkzeugmaschine·Locking pins on the housing allow the locking of Me, ßhebels and prevent damage to the cross-spring joint on the transducer when replacing parts of the measuring lever. An adjusting device on the measuring lever allows Peineinstellung the zero point on the control unit. An electrical Meßhebelabhebevorrichtung for applying and lifting the Ueßtasters to the surface to be measured of the workpiece prevents damage to the Tastdiamanten e incorrectly clamped workpieces are signaled by the measuring control device and allow the shutdown of the machine tool ·
Im Steuergerät der Meßsteuereinrichtung ist eine Schaltungsanordnung vorhanden, die im Verlauf der Meßsignalverarbeitung die Positionierrichtungsänderung oder das Positionieren und Messen entgegen der Positionierrichtung, sowie das Messen in der einen oder in der entgegengesetzten Richtung ermöglicht.In the control device of the measuring control device, a circuit arrangement is provided, which allows in the course of Meßsignalverarbeitung the positioning direction change or positioning and measuring against the positioning direction, as well as the measuring in one or in the opposite direction.
Die Schaltungsanordnung im Steuergerät besteht aus einem bekannten invertierenden Verstärker, der zur Meßsignalinvertierung mit einem Programmschalter und einer Flip-Flop-Steuerung aufgebaut ist, die wahlweise eine Änderung durch Zu-The circuit arrangement in the control unit consists of a known inverting amplifier, which is constructed for Meßsignalinvertierung with a program switch and a flip-flop control, which optionally a change by Zu-
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oder Abschalten des invertierenden Verstärkers gestattet, wobei die Flip-Flop-Steuerung für daa Positionieren und Messen durch das Meßhebelfreihubsignal und durch die Ausgangssignale der Komparatoren erfolgt.or turning off the inverting amplifier, wherein the flip-flop control for daa positioning and measuring is performed by the Meßhebelfreihubsignal and by the output signals of the comparators.
Am Eingang der Summenschaltung des Verstärkers ist eine veränderliche Referenzspannung zur Definition des Meßbereiches und zur Fixierung der Nullbaaia geschaltet, die für beide Positionierrichtungen separat verändert werden kann, womit das Messen gegenüber einem scheinbar festen Anschlag möglich ist. Im Steuergerät sind Relais mit einstellbaren Schaltpunkten für die Steuerung der Werkzeugmaschine angeordnet, die durch die Komparatoren angesteuert werden»At the input of the summing circuit of the amplifier, a variable reference voltage for defining the measuring range and for fixing the Nullbaaia is switched, which can be changed separately for both positioning directions, whereby the measuring against an apparently fixed stop is possible. In the control unit relays with adjustable switching points for the control of the machine tool are arranged, which are controlled by the comparators »
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.In den dazugehörenden Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawings:
die aufgebrochene Seitenansicht,the broken-up side view,
die aufgebrochene Vorderansicht,the broken front view,
die Draufsicht des Meßwertaufnehmers,the top view of the transducer,
den Funktionsschaltplan der erfindungsgemäßenthe functional diagram of the invention
Lösung des Steuergerätes der Keßsteuereinrichtung, die schematische Anordnung des Meßwertaufnehmerв mit Meßhebelfreihub beim Positionieren der linken Planseite des Werkstückes,Solution of the controller of the Keßsteuereinrichtung, the schematic arrangement of Meßwertaufnehmerв with Meßhebelfreihub when positioning the left side of the plan workpiece,
Fig. 6; die schematische Anordnung des ^eßwertaufnehmers mit Ivleßhebelfreihub beim Positionieren der rechten Planseite des Werkstückes,Fig. 6; the schematic arrangement of the measuring transducer with free lever free stroke during positioning of the right side of the plan of the workpiece,
Fig. 7; die schematische Anordnung des Meßwertaufnehmers mit Meßhebelfreihub beim Positionieren und Messen der rechten Planseite des Werkstückes.Fig. 7; the schematic arrangement of the transducer with Meßhebelfreihub when positioning and measuring the right plan side of the workpiece.
Der Meßwertaufnehmer besteht aus einem symmetrisch gestalteten Gehäuserahmen 1, der mit dem Deckel 2, der Befestigungsplatte und den Dichtungen 3 gasdicht verschlossen ist. Die Befestigungsplatte besitzt an der Innenseite Auflagepunkte 5 für die Befestigung des Ließwandlers 6, Der Meßhebel 7 ist mit ElementenThe transducer consists of a symmetrically shaped housing frame 1, which is sealed gas-tight with the cover 2, the mounting plate and the seals 3. The mounting plate has on the inside support points 5 for the attachment of the Ließwandlers 6, the measuring lever 7 is with elements
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am Kreuzfedergelenk 9 und an dem Meßwandler befestigt» Desweiteren besteht der Meßwandler aus dem Meßelement 9 für die induktive Meßwertermittlung, aus der Abhebeeinrichtung 10 und einem Anschlag 11 für die Meßhebelabhebung. Der ivabelauagang 12 ist schwenkbar am Gehäuserahmen angeordnet und dient zur Befestigung des Anschlußkabela 13» Der Gehäuserahmen, durch den der Meßhebel herausragt, wird mit der Dichtung 14 verschlossene Die Planschbuchsen 15 dienenattached to the cross-ball joint 9 and to the transducer »Furthermore, the transducer consists of the measuring element 9 for the inductive measurement, from the Abhebeeinrichtung 10 and a stop 11 for the Meßhebelabhebung. The ivabelauagang 12 is pivotally mounted on the housing frame and is used to attach the Anschlußkabela 13 »The housing frame through which the measuring lever protrudes, will serve with the seal 14 sealed The splined bushes 15
als Endanschlag für den Meßhebelabhebebetrag, der durch die уas an end stop for the Meßhebelabhebebagag, by the у
erstellung des Meßwandlers auf der Befestigungsplatte einstellbar ist.creation of the transducer on the mounting plate is adjustable.
Die ^aststifte 16 sind an dem Deckel und der Befestigungsplatte mit Befestigungselementen angeordnet und dienen zur Arretierung des Meßhebels und verhindern die Beschädigung des Kreuzfedergelenkes beim Auswechseln der Tastelemente am Heßhebel. An der Aufnähmeeinheit 17 ist der Meßwertaufnehmer befestigt und ermöglicht die herstellung in der Prismenführung.The astestifte 16 are arranged on the cover and the mounting plate with fasteners and are used to lock the measuring lever and prevent damage to the crossbar joint when replacing the sensing elements on Hesshebel. At the Aufnähmeeinheit 17, the transducer is attached and allows the production in the prism guide.
Bei der Positionierung gemäß Figur 5, wird im Steuergerät über einen Programmschalter 18, Pos. 2, eine D-Flip-Flop-Steuerung 19 und ein Relais 20 betätigt und damit ein ansich bekannter invertierender Verstärker 21 in den Signalfluß eingeschaltet. Mit dem Potentiometer 22 wird der Summenschaltung des invertierenden Verstärkers 21 eine Referenzspannung U * ρ zugeführt und damit der Meßbereich definiert und der Nullabschaltpunkt fixiert»In the positioning of Figure 5, a D-type flip-flop controller 19 and a relay 20 is operated in the control unit via a program switch 18, Pos. 2, and thus an ansich known inverting amplifier 21 is turned on in the signal flow. With the potentiometer 22, the sum circuit of the inverting amplifier 21, a reference voltage U * ρ supplied and thus defines the measuring range and fixed the zero point »
Erfolgt die Positionierung gemäß Figur 6, so wird über den Programmschalter 18, Pos. 1, die D-Flip-Flop-Steuerung 19 und das Relais 23 betätigt, wodurch der invertierende Verstärker 21 aus dem Signalfluß ausgeschaltet wird. Mit dem Potentiometer 24 wird eine Referenzspannung Uf. 1 an die Summenschaltung des Verstärkers 25 eingestellt und damit der Meßbereich definiert und der Kuliabschaltpunkt fixiert.If the positioning according to FIG. 6 is carried out, the D flip-flop control 19 and the relay 23 are actuated via the program switch 18, item 1, whereby the inverting amplifier 21 is switched off from the signal flow. With the potentiometer 24, a reference voltage Uf. 1 is set to the sum circuit of the amplifier 25 and thus defines the measuring range and the Kuliabschaltpunkt fixed.
Wird das Positionieren und Messen in einem Arbeitszyklus gemäß Figur 7 durchgeführt, so befindet sich der Programmschalter 18 in Pos. 3 . Durch den Befehl MFH=H wird die D-Flip-Flop-Steuerung 19 initialisiert.If the positioning and measuring are carried out in a working cycle according to FIG. 7, then the program switch 18 is in position 3. The command MFH = H initializes the D flip-flop control 19.
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V/ird das Ausgangs signal des !Comparators 26 = H, so entsteht am D-Eingang des D-Flip-Flop 19 = L.If the output signal of the comparator 26 = H, the D input of the D flip-flop 19 = L is produced.
LIit dem folgenden Ausgangssignal des Komparators 27 = H wird der am D-Eingang liegende Zustand L nach Q als Q = L übertragen und damit das Relais 20 abgeschaltet und das Relais 23 eingeschaltet. Dadurch wird der Verstärker 2t aus dem Signalfluß ausgeschaltet und die Komparatoren 26, 27 in die Ausgangslage zurückgestellt. Am D-Eingang des Flip-Flop 19 ist somit D=H vorhanden.With the following output signal of the comparator 27 = H, the state L at the D input is transferred to Q as Q = L and thus the relay 20 is switched off and the relay 23 is switched on. As a result, the amplifier 2t is switched off from the signal flow and the comparators 26, 27 are reset to the initial position. At the D input of the flip-flop 19 thus D = H is present.
./ird durch den Schleif prozeß das Schleif aufmaß vermindert, spricht der Komparator 26 = H an, der Zustand am D-Eingang des Flip-Flop 19 wird dadurch nicht geändert. Erst wenn das ^'ertigmaß des Werkstückes erreicht ist, schaltet der Komparator 27 = H und überträgt den Zustand D = H an den Ausgang Q des Flip-Flop 19 mit Q=H. Damit wird der am Beginn des Zyklus initialisierte Zustand wieder hergestellt und schließlich durch LIFH = L erzwungen../ird by the grinding process, the grinding reduces measure, the comparator 26 = H, the state at the D input of the flip-flop 19 is not changed thereby. Only when the workpiece has reached the final dimension does the comparator switch 27 = H and transmits the state D = H to the output Q of the flip-flop 19 with Q = H. This restores the state initialized at the beginning of the cycle and is finally forced by LIFH = L.
Llit dem Relais 28 und 29 erfolgt die Steuerung der Werkzeugmaschine.With the relay 28 and 29, the control of the machine tool takes place.
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