DE1513424A1 - Steuersystem fuer Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

PATENTANV/ALic DIPL.-ING. CURT WALLACH ,-. DIPL^-ING. GONTHER KOCH ' ^b ' DR.TINO HAIBACH B MÜNCHEN 2, J5· OKt

UNSER ZEICHEN: 10 016 './

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s-lloyoii Lir.'j L bed

Derb;;, -QMii^i^li^⁶» England

Ferranti Limited
Dalkeith, Midlothian, Schottland

Steuersystem für Yi^rerkzeu£TJ.aschinen

Li 3 ~':?t Lidaiig "betrifft ein - beuer^ys ter: frr eine Verkzeugmaschine. Die .jrlir.cluni;, i^;-^st ias'bo-.-.'onrtsre, ibar nicht notwendiger-f/aiüe, zur ■■jtc:.i;ji-.!r.._ einer elektro-ciiei isolien Bearbeitai^svorriciitung anv/'J^d¹O ar <,

aa.j-iyjte/ieri für ,.'^rki^eagmaschinen ist en "bekannt, .'üiinrich- '/,ι. Yoreiqüteilen von r.riidsotenö zwei Bebrieb;;;arten eines i--i.^c-: 7orza.J3iian, Ui:> eine Helativbewe^un^ sv/isonen dem ^ und d'3ii ./erii^biicl: isu bewirken»

-ton. -XLj vortei L'L-aft heraaa^entellt, das Stellglied in

einer aer ^einmiten Arten enbsprechend den i?ii Augenv'ji-lj elenden Itel-ativbewe^amgen von V;erlczeu^ und Werkstäok

L.'i

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zu steuern und einen '.Yechsel von einer Art zur anderen zu bewirken, wenn ein mit der V/irkung der 'Verkzeug'maschine verknüpfter Parameter einen vorherbestimmten Wert besitzt.

Das Steuersystem für eine Verkzeugmaschine ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch eine geschlossene digitale Regelschleife zur Steuerung des Stellglieds in mindestens einer der Arten in Abhängigkeit von elektrischen, die vorliegenden, relativen Zuwachs bewegung en zwischen dem //erkzeug und dem 7erkstück darstellenden Impulsen, sowie diirch Einrichtungen zum Voreinstellen der Bedingung für einen //echssl von einer der erwähnten Art zu einer anderen Art in Abhängigkeit von einem L.it dem Arbeiten der ./erkzeugmaschine verknpften Parameter, und schließlich durch 'Einrichtungen, welche diesen ".-ecnsel automatisch bewirken, wenn dei' Parameter den voreingestellten ./ert besitzt.

Vorzugsweise sind zwei Eewegungsarten vorgesehen, und das stellglied wird in der einen Art von einer geschlossenen digitale ι Äegelschleife und in der anderen Art von einer geschlossenen Analog-Regelschleife gesteuert>

Die die Z.uwachsrslativbev/egungen zwischen dem /erkzeug und aerr Werkstück darstellenden elektrischen Impulse können von der -.-e— wegung eines Loire—streifenmusters abgeleitet werden, welches durch die Relativbewegung zweier optischer Gitter gebildet wird, die relativ zueinander --an /.'erkzeug bzw» am Werkstück befestigt

sind.

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Zusätzlich keimen 'ainrichtimgen zw.. Voreinstellen eines zweiten Wertes des Parameters, der die Bedingung iür das Aufsetzen der Bearbeitung durch das /eriseug dar^tell'ü and Einrichtungen zur;; Anhalten der Relativbewegung zwischen den: 'Verkzeug und den 7erk~ stück, wenn der Parameter den zweiten voreingestellten "7ert annimmt, vorgesehen sein ο

Die vorliegende -^rfiadun^ uwi aßt -auch eine Torrichtung zur elektro—chemischer.' 3earoeit;mg, welche -einrichtungen, die den ■Str-ii'il des ülektrol/ten ;::r/i.3Chen das Werkzeug und aas ".Veri-ι ttick richten,, sowie eine elektrische '. ■"> litqaeile ζ ar .^rseu^une einrir Potenxialdiii arenz zwischen der· .erk^eu^ ion α der:., './erkstück aufweist»

r.öei einer Devor^-^ten Au:.;±ünruj]£:'_-i'or.". v;lrd aai Stellglied des Steuersystems i-rusät^licJi i:: .'.ind-s^tens einer der 2etrieosarten durc·- ein der Leitfähi -_:ko". t de.s HelitrelytcM proportionales Signal ge;-te;?ertc

Ί-crz i-^ewel ie eine :-:",""e:^; Arts-n yoü -lela^ivee.vei-jun-" zwischen der;. Verkr:euti und de;.: ."^:er¹"o'cüc":\ vorges-e'.ier., ,vocei i¹; öer ersten Art da? ^!:uo.. a? der lelativcev. 5^:1:.^ i.-. -ves3"tlichen honstsnt; t ehalt an ".H-d "bei dsr ζ veitei. Art der Zv/^^Ghenrau!:. zwischen de:;; erkzeug v:-2zä aoL ■ „rl-\i"ü"i.ck i .: v.oocntlic.:e · ".-rcn^L^nt ^ehalten 'virdc

v- „lac:: .-._:: nc-ve m_ci:' "ur 3e.?t;i:i:i:/.;.:--t ae: .^rheitisotrcT.es quer ■.-.:,. r-.vi^o^:;e:rj.'ν;¹ "-':ά ζ~· "./iii.vpei.rs'.: C ·3.? as- Arceitsstrcri r;rc-0:¹ _w j.0 :ale.. „ .::a-- 1 ■ ai^ ..iegsl-.c.iloii·.- d&i¹ '.:V.vei"i;e;i ^earcsitαη

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art vorgesehen sein, wobei das Steuersystem den Zwischenraum so beeinflußt, daß der Strom und damit der Zwischenraum konstant bleibte Zusätzlich können Einrichtungen zur automatischen Betätigung des Stellglieds vorgesehen sein, um die Rückführung des Werkzeugs relativ zum Werkstück dann zu bewirken, wenn der erwähnte Parameter den erwähnten zweiten voreingestellten Wert annimmt„

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, in welcher ein schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäß ausgebildeten Regelsystems gezeigt ist.

In der Zeichnung ist ein Regelsystem für eine elektrochemische Bearbeitungsvorrichtung dargestellt» In einem Elektrolyt-Behälter 12 ist auf einem Werktisch 11 ein Werkstück 10 befestigt. Oberhalb des Werkstücks 10 ist ein Werkzeug 13 angeordnet, welches vertikale Bewegungen relativ zu diesem ausführen kann. Das Werkzeug 13 ist an dem einen Ende einer Stange 14 befestigt, die von einem, in einem Zylinder 16 angeordneten, hydraulischen Stell-Kolben 15 getragen wird. Zwei mit entgegengesetzten Seiten des Kolbens 15 in Verbindung stehende EintrittsÖffnungen 17, sind über ein elektrisch betätigtes Zweiwegeventil 20 mit einer hydraulischen Kraftquelle 19 verbunden. Der Stell-Kolben 15 steuert die Bewegung des Y/erkzeugs 13 zum Werkstück 10 hin und vom Werkstück 10 weg. Eine Bewegung des Werkzeugs 13 in Richtung auf das verlcstück 10 sei der Einfachheit halber ale eine

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Vorwärtsbewegung, und eine Bewegung des Ϋ/erkzeugs 13 vom Werkstück 10 weg, als eine Rückwärtsbewegung bezeichnet.

An der Seite des Kolbens 15, welche der Seite, an der die Stange 14 befestigt ist, gegenüberliegt, ist eine weitere Stange 21 befestigte Die Stange 21 ist an eine Einrichtung 22 angekuppelt, welche elektrische, die Zuwachs-Bewegungen des Kolbens 15 und somit des ^T.Verkzeugs 13 darstellende Impulse liefert. Diese Impulse können durch Ansprechen von (nicht gezeigten) Photozellen auf die Bewegung eines Loire-Streifenmusters, welches durch zwei (nicht gezeigte) optische Gitter erzeugt wird, abgeleitet werden. Das eine der Gitter kann zusammen mit dem Werkzeug 13 bewegbar sein, so daß das sich ergebende liuster ebenfalls zusammen mit dem v/erkzeug 13 bewegt wird. Bei dieser Anordnung werden dia Impulse, nachdem sie verstärkt wurden, abhängig von der Richtung der "/erkzeugbewegung einem Additions-Kanal 23 A oder einem Subtraktions-Kanal 23 S zugeführt; es sei angenommen, daß eine Vorwärtsbewegung die Impulse dem Additions-Kanal 23 A zuführt, während eine Rückwärtsbewegung die Impulse dem Subtraktionc-Kanal 23 S zuführt. Die Einrichtung 22 kann eine Schaltung, zum Vergrößern der Auflösung der Zuwachs-■-■(-ji--3Ui% aufweisen« Die üiclialtungen können die Grundauflösung des

oⁿ ·.,;.. tems Uli' einen Faktor 2, 4, 10, 20 oder 50 vergrößern. Die t ,-.ale 23 sind mit dem in zwei Richtungen wirkenden Zähler 24 ' "-ν die Impulse in den entsprechenden Kanälen 23 A, 23 S ver-..oueti, damit sie algebraisch gezählt werden. Diese Impulse vorden ebenfalls als Stell-Rückführungssignale in dem im folgenden zu beschreibenden Regelsystem verwendet.

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Ein Zuführungsrohr 25 für Slektrolyte leitet einen stetigen Zufluß von Elektrolyt in den Zwischenraum zwischen dem Werkzeug 13 und dem Werkstück 10; am Boden des Behälters 12 ist zum Ausgleich ein Abflußrohr 26 vorgesehen. Das Abflußrohr 26 leitet den Elektrolyt über eine Leitfähigkeitszelle 27 zu einem (nicht gezeigten) Sammelbehälter; die Leitfähigkeitszelle 27 stellt die Leitfähigkeit des Elektrolyten fest und erzeugt ein sich abhängig von der Leitfähigkeit änderndes Signal.

Der positive Pol einer Gleichspannungsversorgung 3O ist mit dem Werktisch 11 über eine Leitung 31 verbunden und der negative Pol . ist mit dem Werkzeug 13 über eine Leitung 32, einen Widerstand R₁ und eine Leitung 33 verbunden, wobei das 'Terkzeug 13 geerdet ist» Die Leitung 32 ist über die Kontakte A_? eines Relais A und über einen Widerstand Rp mit einem Anschlußpunkt 34 einer 3 teiler leitung 35 verbunden. Die Leitung 35 führt die Steuersignale zum Zweiwegventil 20 und steuert somit die Bewegung des 7/erkzeugs I3 in der noch zu beschreibenden Art und Weise,

Kit dem Anschlußpunkt 34 sind ebenfalls die Leitungen 40, 42, 43 und 44 verbunden. Die Leitung 40 führt die Signale von einen. Zwischenraumbreite-Steuerpotentiometer 45 (mit voreingestellter Einstellung) über einen Widerstand R, zu der normalerweise offenen Seite eines Satzes von Relais-Umschaltkontakten A₁ des Relais A.

Ein Impulsgenerator 46 liefert Impulse mit einer Impulsfrequenz

oder Folgefrequenz, welche durch ein Zuführungsmaß-Rgelpotentiome-

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ter 47 steuerbar ist, wotei die Impulse die erforderlichen Vorwärtsbewegungen des Werkzeugs 13 darstellen·, der Impulsgenerator 46 erhält über einen Regelwiderstand 48 zusätzliche Steuersignale von der Leitfähigkeitszelle 27» Die auf diese Weise erzeugten Impulse werden als eine der Eingangsgrößen einer Impulsfrequenz-Vergleichsstufe 49 zugeführt; an den anderen Eingang dieser Stufe werden die von der Einrichtung über die Kanäle 23 erhaltenen Impulse angelegt» Die Stufe 49 subtrahiert von den, vor/. Generator 46 erhaltenen Impulsen die über den Kanal 23 A erhaltenen Impulse und gibt die Differenz-Impulse über einen Ausgangskanal 50 A oder 50 S ab, je nachdem, ob die Impulsfrequenz des Generators 46 größer oder kleiner als die Impulsfrequenz der Einrichtung 22 ist«, Wenn die Impulse von der Einrichtung 22 über den Kanal 23 S erhalten werden, diii ν.'β:Ί>:^ ;'e z\- <! -\ ae. Generators 46 addiert und über den Kanal 50 A abgegeben«, Die .Vergleichsstufe 49 wirkt als eine Vergleichseinrichtung für die Impulsfrequenzen vom Generator xmd von der Einrichtung 22c Damit die Stufe 49 als Vergleichseinrichtung wirken kann, wenn sie mit willkürlich auftretenden Additions- und Subtraktionsimpulsen (die im gleicher) Zeitpunkt auftreten können) gespeist wird, kann diese Stufe einen Eingangs-SortierLreio aufweiser..

Die Kanäle 50 sind rrit einer.: Zähler 51 verbunden, in v/elcher/. die vor. der ~-~G;;fe 49 erhalt er. ei: Impulse in ein Gleichstromsignal umgewandelt warden, detc-er, Aiclttung dwon abhängt, welcher der Kanäle o'ö --, 5C S die I::.palse zugeführt hat. lis sei angenommen

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daß diese Gleichspannung positiv ist, wenn die Impulse über den, eine erforderliche Vorwärtsbewegung des Werkzeugs 13 darstellenden Kanal 50 A ankommen und daß die Gleichspannung negativ ist, wenn die Impulse über den Kanal 50 S ankommen und eine Rückwärtsbewegung erforderlich ist ο

Diese Ausgangsgröße des Zählers 51 wird über einen Widerstand R,, die normalerweise geschlossene Seite der Eontakte A₁, zwei normalerweise geschlossene Relaiskontakte Bp und einen Widerstand Rr dem Anschlußpunkt 34 zugeführt.

Die Leitung 42 ist mit einem Rückbewegungs-Potentiometer 52 verbunden und enthält einen Widerstand Rg und,normalerweise offene, Relaiskontakte B₁ des Relais B. Die Leitung 43 verbindet über zwei Widerstände R~, Rg, wobei der letztere durch zwei (normalerweise offene) Relaiskontakte A-^ des Relais A kurzgeschlossen werden 'kann, die Zelle 27 mit dem Anschlußpunkt 34. Die Leitung führt dem Anschlußpunkt 34 über einen Widerstand Rq Geschwindigkeits-Rückkopplungssignale von einer Geschwindigkeits-Rückkcpp- · lungsstufe 53 zu, welche aus der Impulsfrequenz der Impulse in den Kanälen 23 ein der Geschwindigkeit des Werkzeuges 13 proportionales Gleichstromsignal ableitet. Alternativ kann dieses Signal von einem elektrischen Tachometer abgeleitet werden, welcher über ein Getriebe oder direkt von der Stange 14 oder der Verlängerung 21 angetrieben wird.

Die Steuerleitung 35 ist mit dem Anschlxißpunkt 34, und über einen Gleichstromverstärker 36 mit dem elektrischen Steuereingang

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des Zweigventils 20 verbunden. Der Verstärker 36 weist über einen veränderlichen Widerstand R^q einen Gegenkopplungskreis

Das Regelsystem weist zwei Betriebsarten auf» Die Betriebsart I, bei welcher das 7/erkzeug 13 dem Werkstück 10 mit einem gleichbleibenden Laß genähert wird; und die Betriebsart II, bei welcher das Werkzeug 13 ff·it einem festen Abstand (der geringen Änderungen in Abhängigkeit von bestimmten Parametern des Bearbeitungsvorgangs unterworfen ist) von der Oberfläche des Werkstücks 10 gehalten wird, mit den Resultat, daß das Werkzeug 13 stetig in Richtung auf das Werkstück 10 bewegt wird, wenn diese Oberfläche elektrolytisch erodiert wurde. Der Parameter, in dessen Abhängigkeit die Bedingung des Betriebsartwechsels voreingestellt werden muß, ist die Stellung des Werkzeugs 13 gegenüber dem Werkstück 10.

Der Zähler 24 liefert eine Anzeige für die Stellung des Werkzeugs 13; zu seiner Anzeige proportionale Signale werden über eine Leitung 52 einer numerischen Vergleiohseinrichtung 63 zugeführt. Die Steuerung der Relais A und 3 wird in Abhängigkeit von einem Vergleich der ic. Zähler 24 gespeicherten Zahl mit den in den zwei 'vpsichern 54 und 65 voreingestellten Zahlen bewirkt, um die Zeitpu,'iri;e dec ./echsels von der Betriebsart I zur Betriebsart II bzw. üer Ie en ei igung des Bearbeitungsvorgangs zu bestimmen, dabei wird die nullstellung des Werkzeugs von einem Eingangopunkt 66 in jüäen pe;icljer eingespeist. In jedem Fall stellt jede Stelle der ZaM das gleiche Ausmaß der Bewegung dar, wie es von einem der Ji,pulse in den Kanälen 23 dargestellt wird. Die Ausgangsgröße

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des Speichers 64 ist mit der normalerweise geschlossenen Seite eines Satzes von einpoligen Umschaltkontakten A. des Relais A verbunden, dessen normalerweise offene Seite mit der Ausgangsgröße des Speichers 65 verbunden ist. Der gemeinsame (bewegliche) Kontakt des Kontaktsatzes A- ist als einer der zwei Eingänge mit der numerischen Vergleichseinrichtung 63 verbunden, dabei ist ihre andere Eingangsgröße das Signal in der Leitung 62, welches die im Zähler 24 gespeicherte Gesamtzahl darstellt. Die Ausgangsgröße der Vergleichseinrichtung 63 wird über eine logische Relaisstufe 70 den Relais A und B zu deren Steuerung zugeführt.

Im Betrieb sind die verschiedenen vorher einstellbaren Steuerungen entsprechend dem durchzuführenden Bearbeitungsvorgang eingestellt: Die erforderliche Zwischenraumbreite zwischen dem Y/erkzeug 13 und dem Werkstück 10 (beispielsweise 0,03 Zoll = 0,0762 cm) ist an dem Zwischenraumbreite-Steuerpotentiometer 45 voreingestellt; die Größe des Vorschubs des Werkzeugs (beispielsweise 0,001 bis 0,5 Zoll pro lanute = 0,0025 bis 1,27 cm/feinute) ist am Vorschubgröße-Steuerpotentiometer 47 voreingestellt} die Größe der Rückführungsbewegung des Werkzeugs 13 ist am Rückbewegungspotentiometer 52 voreingestellt; die Nullstellung des Werkzeugs 13 ist in den Speichern 64, 65 vom Eingangspunkt 66 eingestellt j die Stellung des Werkaeugs, in welcher die Betriebsart umgeschaltet werden soll, wird in dem Speicher 65 von einem Impulseingang 67 voreingestellt und die Endstellung des Werkzeugs, in welcher die Bearbeitung aufhören soll, ist im Speicher 65 über einen Impulseingang 68 voreingestellt.

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Wenn sich das Werkzeug 13 in seiner KuIl-Steilung "befindet, sind die Inhalte der Zähler 24 gelöschte Unter diesen Bedingungen sind die Relais A und B nicht "betätigt, wobei sich deren "betreffende Kontakte in den in der Zeichnung gezeigten Stellungen "befinden. Der Speicher 64 ist somit durch die Kontakte A, mit der Vergleichseinrichtung 63 verbunden. Ba die zwei Eingangsgrößen der Vergleichsstufe ungleich sind - Null vom Zähler 24, und die voreingestellte, den Betriebsartenwechsel anzeigende Zahl des Speichers 64 -» "besitzt die Vergleichseinriclitung 63 in diesem Zustand kein wirksames Ausgangssignal«

Wenn sich die Relaiskontakte A., in den gezeigten Stellungen befinden, wird die Betriebsart I eingeleitet. Während dieser Betriebsart wird die Steuerung des Stell-Kolbens 15 und somit auch des Werkzeugs 13 durch eine geschlossene digitale Regelschleife ausgeübt, in welcher im Zähler 51 ein Fehlersignal aus dem Vergleich der Befehlsimpalce vom Impulsgenerator 46 mit den, die augenblicklichen V/erkzeugbewegungen darstellenden Impulse der Einrichtung 22, abgeleitet wirdc Dieses Fehlersignal hat die ϊόγε einer Gleichspannung irit einer die erforderliche Bewegungsrichtung des .verkzeugs darstellenden Polarität, und es wird über die Kontakte A^ und 3p, den Widerstand R^ und den Verstärker 3o der Steuerleitung 35 und von dort dem Ventil zugeführt c Tori-alervieise wird der 5tell-Kolben 15 dem Befehls- · signal äse Iirpulsgeiieratcrs 46 etwas nacheilen, so daß die, von der Einrichtung 22 korimender. Additions-Impulse in Kanal 23 A in der Iirpulsfreouenz-Vergleichsstufe 49 von den Generatorimpulsen

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subtrahiert werden, um dem Kanal 50 A eine Ausgangsgröße zuzuführen, aus welcher der Zähler 51 ein Fehlersignal mit positivem Sinn ableitet, um eine Vorwärtsbewegung des Werkzeugs 13 zu veranlassen. Wenn ein Überschießen des Werkzeugs 13 eintritt, so würden die Additionsimpulse der Stufe 22 die zahlreicheren sein und auf diese Weise die Ausgangsgröße der Vergleichsstufe 49 im Kanal 50 S erzeugen sowie den Sinn des Fehlersignals umkehren, womit das Werkzeug 13 genügend weit zurückgeholt wird. Jede Rückwärtsbewegung des Werkzeugs 13 würde bewirken, daß die Impulse der Einrichtung 22 im Kanal 23 S auftreten, was zur Folge hat, daß die Generatorimpulse zu den Impulsen, welche von der Einrichtung 22 kommen und die Werkzeugbewegung darstellen, hinzuaddiert werden und somit ein starkes positives Fehlersignal zur Berichtigung der Bewegung erzeugt wird. Ein der Werkzeuggeschwindigkeit proportionales Signal wird über eine Geschwindigkeit s-Rückkopplungsstufe 53 angelegt, um jede Tendenz des Werkzeuges -13 zum Pendeln zu verhindern.

Da die Kontakte Ap offen sind, wird die Steuerung in Abhängigkeit von dem über den Zwischenraum fließenden Strom bisher noch nicht bewirkt. Änderungen in der Leitfähigkeit des Elektrolyten haben zur Folge, daß das von der Leitfähigkeitszelle 27 an den Impulsgenerator 46 angelegte Signal die Impulsfrequenz ändert, um die Leitfähigkeitsänderung zu kompensieren. Bei geöffneten Kontakten A-, dämpfen die Widerstände R~ und Rg zusammen das direkte Anlegen dieses zusätzlichen Steuersignals an das Ventil Das Werkzeug 13 wird somit stetig vorwärtsbewegt und für jede seiner Zuwachs-Bewegungen wird durch die Einrichtung 22 ein Impuls in den Zähler 24 eingespeist. Der Fehler in der Stellung,

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des Werkzeugs 13 kann bei dieser Anordnung weniger als 0,002 Zoll (0,005 cm) betragen.

Der Betrieb wird in dieser Art und Weise in der Betriebsart I fortgesetzt, bis ein Impuls im Kanal 23 A die Summe im Zähler 24 auf die Zahl bringt, welche im Speicher 64 voreingestellt ist und die Bedingung zum Überwechseln auf die Betriebsart II darstellt» Die entsprechenden Eingangsgrößen an der 'Vergleichseinrichtung 63 sind dann gleich und das Aasgangssignal der Vergleichsstufe 63 wird von der logischen Relaisstufe 70 als ein Befehl interpretiert, das Relais A zu betätigen, womit die damit verbundenen Kontakte A₁ bis A. umgeschaltet werden.

Das Umschalten der Kontakte A₁ bewirkt, daß die Steuerung des ■Verkzeugs 13 vom Impulsgenerator 46 auf das Zwischenraumbreite-Steuerpotentiometer 45 umgelegt wird, welches nunmehr ein Befeklsüignul dem Verstärker 36 über einen Widerstand R->, Kontakte A₁, Kontakte B_? und den Widerstand R₁- zuführt. Kit der Trennung des Impulsgenerators 46 sind die Impulse der Einrichtung für die Rückkopplungsmessung d'er Stellung nicht mehr wirksam» Dieoe V/irkung wird stattdessen von dem, dem Strom über den Zwischenraur;. zwischen dem Werkzeug 13 und dem Werkstück 10 proportionalen Signal übernommen» Das Schließen der Kontakte A_? legt dieses "i^ual üoer Leitung 33 > in entgegengesetztem Sinn zu dem Befehlsei^u.'tl, απ den Hingang des Verstärkers 36 und auf diese V/eise wird ein resultierendes Fehlersignal in der Steuerleitung 35 /. xr Steuerung des Ventils 20 erzeugt. Die Impulse der Einrichtung 22 werden jedoch weiterhin zur Abzweigung eines Ge-

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schwindigkeits-Rückkopplungssiguals zur Geschwindigkeits-Rückkopplungsstufe 53 verwendet.. Die Steuer-Regelschleife hat auf diese Weise jetzt Analogcharakter.

Das Schließen der Kontakte A^, welche den Widerstand Rg kurzschließen, bewirkt,, daß das von der Leitfähigkeit des Elektrolyten abhängige Signal der Leitfähigkeitszelle 27 an den Verstärker 36 mit geringerer Dämpfung angelegt wird, um so Änderungen des Leitfähigkeitswertes des Elektrolyten zu kompensieren.

Bei dieser Betriebsart II wird das Werkzeug 13 in einem konstanten, durch die Einstellung des Zwischenraumbreite-Steuerpotentiometers 45 bestimmten, Abstand an der Oberfläche des Werkstücks 10 gehalten. Die Erosion dieser Oberfläche sucht den Zwischenraum zwischen Werkzeug 13 und Werkstück 10 zu vergrößern; dies vermindert die, dem Strom durch den Zwischenraum proportionale Rückkopplung über die Eontakte Ap und der daraus folgende Anstieg des resultierenden Fehlersignals in der Steuerleitung 35 bewirkt, daß das Werkzeug 13 vorwärts "bewegt wird, um den Zwischenraum in der gewünschten Ereite wieder herzustellen. Dies erfolgt in der Praxis kontinuierlich, denn es wird fortlaufend ein kleines I'ehlersignal erzeugt und das Werkzeug wird stetig vorwärts bewegt, um die Zwischenraumbreite konstant zu halten, wenn die Werkstückoberfläche wegerodiert wird. Änderungen des Stromes im Zwischenraum, die infolge von Änderungen des Elektrolyten und nichi infolge von Änderungen der Zwischenraumbreite auftreten, werden durch die Rückkopplung von der Leitfähigkeitszelle 27 kompensiert.

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γ ¹⁵ - 1 51 3Α24

Mr jeden Zuwachs der Vorwärtsbewegung des Werkzeuges 13 wird, wie "bisher, ein Impuls in den Zähler 24 eingespeist. Infolge der Betätigung des Relais A und folglich dem Umschalten der Kontakte A. erfolgt der Vergleich der Vergleichsstufe jedoch jetzt mit der im Speicher 65 voreingestellten Zahl. Daher wird, wenn der Zähler 24 diese Zahl erreicht, das Relais A in seinen Ruhezustand gebracht und das Relais B betätigt. Die Öffnung der zugehörigen Kontakte B. und das Schließen der Eontakte 3p legt die Steuerung zum Rückbewegungs-Potentiometer 52 um, während das Öffnen der Kontakte A_? die Stellungs-Rückkopplung unwirksam macht. Y/enn das vom Potentiometer 52 kommende Signal negativ ist, wird das Werkzeug mit einer durch die Geschwindigkeit srückkopplung der Stufe 53 ge-steuerten Geschwindigkeit zurückgebracht. Zur gleichen Zeit wird der Zufluß des Elektrolyten durch das Zuführungsrohr 25 unterbrochen und die Spannungsquelle 3O wird- abgeschaltet, so daß bei:a Rückführen de& Werkzeugs 13 keine weitere Bearbeitung erfolgt«

Die Relais A und 3 werden dann in ihre, in der Zeichnung gezeigte Ruhestellung zurückgebracht, so daß dann die Vorrichtung für einen weiteren I-earbeitungsvorgang bereit ist.

Obwohl das Werkzeug I3 relativ zum Werkstück 10 bewegt wird, so könnte doch aucr. das Werkstück 10 das bewegliche Teil sein. .

Soenso kaii:i die relative Bewegung zwischen dem Werkzeug 13 und dem Werkstück 10 nicht nur mit einem hydraulischen Antrieb, sondern aucii r.;it anderen geeigneten Litteln bewirkt werden.

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Weiterhin ist, obwohl es nicht in der Zeichnung gezeigt ist, eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Regel-"Schleife" vorgesehen. Die Lastmasse (d„h<, die des Werkzeugs 13 und seiner Sinspannvorrichtung) ist bei geringer oder keiner Flüssigkeitsdämpfung träge, abgesehen von der durch den Anstieg des statischen Druckes erzeugten nichtlinearen Dämpfung, wenn der Zwischenraum verengt wird; auf diese Weise wird die Regel-"Schleife" bei der Resonanzfrequenz der Kombination aus dieser Lastmasse und den: hydraulischen Stellglied zu wenig gedämpft. Dies führt zu dem bei hydraulischen Regelsystemen üblichen Problems Die Unmöglichkeit, ohne Hilfs-Rückkopplung, eine ausreichende Schleifenverstärkung zur Verminderung des Stellungsfehlers zu erhalten und zu gleicher Zeit die Oszillation der Schleife bei der Resonanzfrequenz zu verhindern»

Zur Stabilisierung der Regel-Schleife können verschiedene Alternativanordnungen verwendet werden, z.B.:

(a) die Anordnung einer Anzapföffnung quer zum Kolben 155

(b) die Anordnung einer Beschleunigungs-Rückkopplung (entweder über dynamische Druck-Rückkopplungsventile oder über Druckumwandler;

(c) das Anordnen einer Beschleunigungs-Rückkopplung von einem am Stellkolben 15 angeordneten !Beschleunigungsmesser.

Die Verwendung einer Anzapföffnung (a) ist unzweckmäßig, wenn ein hoher statischer Druck (beispielsweise 20 bis 60 Tonnen) erforderlich ist, da er zu einem übermäßigen Leistungsverlust in der Anzapföffnung führen würde, war wahrscheinlich ein

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überhitzen der hydraulischen Flüssigkeit zur Folge hätte„

Die Verwendung eines dynamischen Druck-Rückkopplungsventils oder "üruckumwandlers (Td) wäre ebenfalls bei Anwesenheit des hohen statischen Druckes schwierig; ein, der Druckdifferenz quer sum 3tell~Eolben infolge der Beschleunigung proportionalen Signil rrrüßte rückgekoppelt werden und dieses 'Signal würde nicht von einen; Druckumwandler, der einem derartig hohen statischen Druck widerstellt, aufgelöst werden»

Daher wird zur Stabilisierung des .iegelkreires vorzugsweise ein ^ssenlmnigiiugsuiess^r (c) verwendet«

Id.-; Gründung L-;t ebenfalls zur Steuerung, beispielsweise ei>. ,.r lo.:ieif uearbsitungsvoi'gangs anwendbar, bei welchem wällraiiu einex'- erotevi 3e irbeixun^sart , bis e:L:K; vorherbestimmte "jcaloif tief ο ii.. ^erks büok erreicht ist, dlo groben Abschliffe ...Lt einer vorherbestimmten Torschiibgröße durc!geführt; werden; df.o:; v»'«-;rd'ou in eiri&r zweiten Bearbeitungöart die feineren jchliift i.■■■} ο einem vorherbestimmten .Berühron^sdruck des Schleif- vxü .ι j sg of "in r"G„ ^i'jr'bei kann der über de.α wechsel ier Betriebs- :;i'j 2■ rj·">(.;:,fixue,-ida Perimeter, eine von der Beanspruchung des Vj.".ili-.Lir:.os x'b-xängige Größe sein - wie beis-nielsweise der von :.o.:.;:e. .^.;>rj co-.u ο tor ..tufgenomrnene itrom oder die Ausgangsgröße •iin^"» 'jo·,;·, :m_Lj :■ ι;ο er;., in der Lagerung des Hodes«

ei'- - ;.iiijrtii towenrlungagebieten, in denen die^Q Erfindung arige- ,',l ./oj'ü&ii k.tnn, .οei. auf das ;/iüerstand;::,ch.veißen hingewiesen.

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Claims (1)

1. i&iprtlohi

   1* Steuersystem für tin· Werkseugmasohine, w*loh·» tin Stellglied sum Bewirken der relativen Bewegung «wischen einem Werkseug und einem Werkstück und Einrichtungen sur Voreinetellung von mindeetene Kwel Arten dieser Bewegung aufweist, gekennzeichnet durch eine geschlossene digitale Regelsohleife sur Steuerung des Stellglieds (15) in mindestens einer der Arten in Abhängigkeit von elektrischen, die vorliegenden relativen Zuwachs-Bewegungen Bwieohen dem Werkzeug (13) und dem Werkstück (10) darstellenden Impulsen, sowie durch Einrichtungen (64) sum Voreinstellen der Bedingung für einen Wechsel von einer der erwähnten Art tu einer anderen Art in Abhängigkeit von einem mit dem Arbeiten der Werkzeugmaschine verknüpften Parameter, und schließlich durch Einriohtungen (A), welche diesen Wechsel automatisch bewirken, wenn der Parameter den voreingeetellten Wert besitst*

   2· rteuersyatem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da0 zwei Bewegungsarten vorgssehen sind und das 3tellglied (15) in der einen Art von einer geschlossenen digitalen Regelschleife und in der anderen Art von einer geschlossenen Analog-Regelsohlci£e gesteuert wird.

   3t steuersystem naoh Anspruch 1 und 2, dadurch gekennftei chn e t , daß die, die Zuwaohs~Relativbewegungen «frischen de» Werkzeug und dem Werkstück darstellenden elektrischen Impulse von der

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   Bewegung «inte K.oir4-3treifenmuetera abgeleitet werden» welches duroh die Relativbewegung sweier optieoher Gitter gebildet wird, die relativ sueinander am Werkeeug (13) bzw. am Werkstück (10) befeetigt Bind.

   4· Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e -kennzeichnet , daß da« Stellglied (15) hydraulisch betätigt und von einem elektrisch betätigten hydraulischen Ventil (20) gesteuert wird» welches in der Regelschleife oder den Regelsohleifen liegt·

   5. Steuersystem nach eines der vorhergehenden Ansprüche, g e k e η nseiohnet duroh die Einrichtungen (65) sum Voreinstellen eines zweiten Wertes des Parameters, der die Bedingung für dan Aussetsen der Bearbeitung durch das Werkzeug (13) darstellt, und Einrichtungen (F) sum Anhalten der Relativbewegung «wischen dem Werkzeug (13) und dem Werkstück (10), wenn der Parameter den «weiten voreingeetellten Wert annimmt.

   6. Vorrichtung zur elektrochemischen Bearbeitung eines Werkstücke mit eines ''teuersyetesi z\xa. steuern der relativen ^qteilung des Searbeitungswerkseugs und des Werkstücks, nach einem der vorhergehenden Anspruch·, gekennzeichnet duroh Einrichtungen (25), die den rtrahl des Elektrolyten twisohen das Werkeeug (13) und das Werkstück (10) richten, sowie eine elektrische Kraftquelle (30) sur Erzeugung einer Potentialdifferent swieohen dem Werkzeug (13) und dem Werkstück (10).

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   7. Verrichtung nach Anepruch 6, dadurch iikuniiianit, da da· StoXlgliod 19 do· 8teuereyeteme Bueltelieh im mindoetene oittor dor Setrletoartom durch ein dor Leitfähigkeit do« Elektrolyten proportioaaloo Sigaal geeteuert wird·

   β. Vorrichtung nach Anepruoh € odor T₁ dadurch gokonneoioanit, doJ swti Art on yob Relativbewegung Kwieohen do» forksong (13) und do« fofkotttok (10) Torfooohon ilnd, wobti in dor orotoa Art da· Au··*! dor BolfttlvtowofUBf i» woitmtliehon koaotoat go~ hcltoa «ad ooi dor twoltoa Art dor Swloehoaimmi iwioohon dom !•rkstu« (13) «ad do« WorkotUok (10) is «oooatliohoa konstant cobalton wird«

   9· Torriohtuai naoh Aa«j*ttta 6_t cokonatolohnot durch liariohtuaffoa (R₁) sur Bootlwauaf doo Arboltootroao« qutr tw 8«iooaoarana uad tva liaapolooa olaoo doa Arooitootroa proportion aalon Sigaolo la dio loioXeoaloifo dor iwoltoa Boarttitunieart, «oboi das Stouoroyotoa doa Ivioohoaraua oo oooiafXtti« doJ dor Strom «ad damit dor f«lo«aomr«tta koaotaat blolT>t.

   10· Torrioatuag naoh, oiaom dor Aaoprttoao € «io 9, daderch g ο -. koaatoioaaot « doJ oln Stottoroyotoa nach Aaopruoh 5 Torgoooaoa let, la doa llarlehtuafoa (B₁) iur autoaatioohon Botltiguag do· StoXlgliodo Yorgooohoa eind, um dio Rückführung dos forksoug· (13) relativ sum Worketüok (10) dann tu btwirktn, wenn dor omiaato Taramotor doa onthnten «weiten rorelngee tell tin Wort aaaimmt«

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