DE1563556B2

DE1563556B2 - Elektrische kopiersteuerungsvorrichtung fuer bearbeitungs maschinen insbesondere brennschneidmaschinen

Info

Publication number: DE1563556B2
Application number: DE19661563556
Authority: DE
Inventors: Gunter 6000 Frankfurt Hahn
Original assignee: Messer Griesheim GmbH, 6000 Frank fürt
Priority date: 1966-05-27
Filing date: 1966-05-27
Publication date: 1972-01-27
Also published as: DE1563556A1; SE330202B; US3502881A; GB1173818A

Description

Auf Grund der Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Schnittgeschwindigkeit gegenüber den bisher möglichen Werten um mindestens 50 % erhöht werden unter Beibehaltung der umfahrbaren Radien bzw. können unter Beibehaltung der Schnittgeschwindigkeit kleinere Radien als bisher umfahren werden.

Nach einer Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung weist die Korrektureinrichtung eine in der Intensität vom Ausgangssignal des Abtastkopfes ver-' änderbare elektrische Lichtquelle auf, die mit einem lichtempfindlichen Organ, z. B. einem an die Eingangsklemmen des Komponentenzerlegers angeschlossenen Fotowiderstand, in Wirkverbindung steht.

Dabei läßt sich nach einem weiteren Merkmal die Ansprechempfindlichkeit leicht verändern und dem verwendeten Bearbeitungswerkzeug anpassen, indem die Lichtquelle von einer einstellbaren Vorspannung beaufschlagt wird. Dieser Vorspannung wird dann die vorzugsweise vorverstärkte Ausgangsspannung der Abtastvorrichtung überlagert.

Bei Verwendung einer nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehenen Glühlampe als Lichtquelle läßt sich also der Ansprechwert durch die Einstellung einer bestimmten Grundhelligkeit der Lampe auf einen gewünschten Wert bringen. Dadurch kann erreicht werden, daß die Vorschubgeschwindigkeit nicht linear mit der Stärke der Krümmung der nachzubildenden Linie abnimmt, sondern sich beispielsweise asymptotisch einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit nähert.

Eine Ausführungsform im Rahmen der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung als Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch im Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Ein fotoelektrischer Abtastkopf 1 erzeugt Steuersignale, welche die Relativstellung des Abtastkopfes 1 gegenüber einer abzutastenden Linie kennzeichnen und die über die Leitungen 2 einer Verstärkerstufe 3 zugeführt werden. Der Aufbau des Abtastkopfes i ist nicht näher dargestellt, da er für die Erfindung unwesentlich ist. Er ist in bekannter Weise mit einem Nachdrehmotor 4 gekoppelt, der den Abtastkopf 1 und das mit ihm verbundene Werkzeug entsprechend den gelieferten Steuersignalen, die dem Motor 4 vom Verstärker 3 über eine Leitung 5 zugeführt werden, jeweils in die sich ändernde Richtung der Tangente an den abzutastenden Linienzug dreht. Der Nachdrehmotor 4 ist außerdem mit einem Drehmelder (Resolver) verbunden, der eine Zerlegung der Verstellbewegung des Motors 4 in eine Jt- und eine ^-Komponente bewirkt; durch die Ausgangssignale des Komponentenzerlegers 6 werden die beiden Koordinatenstellmotoren gesteuert.

Die Steuerungsvorrichtung ist außerdem mit einer Korrektureinrichtung 7 versehen, die eine Lichtquelle 8 in Form einer Glühlampe aufweist, der das verstärkte Steuersignal vom Verstärker 3 über die Leitungen 9 zugeführt wird, wodurch eine von der Größe des Steuersignals abhängige Lichtstärkeschwankung verursacht wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Glühlampe ausschließlich mit den Steuersignalen gespeist. Vorzugsweise wird jedoch die Lichtquelle 8 an eine bestimmte Vorspannung gelegt, der die über die Leitung 9 ankommenden Steuersignalspannung überlagert wird. Die wechselnde Lichtstärke der Glühlampe verursacht in einem in ihrem Strahlungsbereich liegenden Fotowiderstand 10 eine Veränderung seines Innenwiderstandes. Der Fotowiderstand 10 ist parallel zu der Läuferspule 11 des Komponentenzerlegers 6, die mit den beiden senkrecht zueinander angeordneten x- und y-Statorspulen 12 und 13 des Komponentenzer-Iegers6 induktiv zusammenwirkt, an einen die Vorschubgeschwindigkeit der mit den Statorwicklungen 12 und 13 des Komponentenzerlegers 6 verbundenen x- und ^-Stellmotoren bestimmenden Sollspannungsgeber 14 gelegt. Im Sollspannungsgeber 14 läßt

is sich — beispielsweise mittels eines Potentiometers 15 — eine maximale Sollspannung einstellen. Durch die Veränderung des Fotowiderstandes 10 in Abhängigkeit von der Helligkeit der Glühlampe wird der Stromfluß durch die Rotorwicklung 11 des Komponentenzerlegers 6 und damit die Drehzahl der x- und y-Koordinatenstellmotoren geändert, welche die Nachstellung des Abtastkopfes 1 bewirken. Damit wird die Geschwindigkeit der Verstellbewegung in Abhängigkeit von der Krümmung des Linienzuges geändert.

An Stelle eines relativ niederohmigen, lichtempfindlichen Widerstandes 10 kann auch ein sehr hochohmiges fotoelektrisches Glied — beispielsweise eine Fotozelle — verwendet werden, das eine von der Helligkeit der Glühlampe abhängige Spannung liefert, die der vom Sollspannungsgeber 14 gelieferten Spannung entgegengerichtet ist, wodurch die Spannung an der Rotorspule 11 des Komponentenzerle-' gers 6 in Abhängigkeit von der Helligkeit der Glühlampe und damit von der Größe der Steuersignale des Abtastkopfes 1 verändert wird, die proportional der Stärke der Richtungsänderung der nachzufahrenden Linie sind. Auf diese Weise wird eine von der Richtungsänderung der nachzufahrenden Linie abhängige, mehr oder weniger große Verlangsamung der Nachstellbewegung bewirkt; nach erfolgtem Richtungswechsel erfolgt eine Beschleunigung der Nachstellbewegung. Es kann in vorteilhafter Weise die nichtlineare Kennlinie eines Fotowiderstandes oder einer Fotozelle ausgenutzt werden. Durch eine entsprechende Bemessung der Grundhelligkeit der Lichtquelle 8 wird der Arbeitspunkt der Korrektureinrichtung in die Nähe des oberen Knickpunktes der Kennlinie der Fotozelle oder des Fotowiderstandes 10 gelegt, so daß bei sehr stark auftretenden Steuersignalen, die eine sehr starke Krümmung der nachzufahrenden Linie bezeichnen, der Arbeitspunkt der Korrektureinrichtung in den nur noch schwach ansteigenden asymptotischen oberen Kennlinienzweig der Fotozelle verschoben wird, so daß nur noch eine geringfügige Spannungserhöhung und dementsprechend nur noch eine geringfügige nichtlineare Schwächung der vom Sollspannungsgeber 14 gelieferten Sollspannung eintritt. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein als Werkzeug verwendeter Schneidbrenner so stark abgebremst wird, daß ein gleichmäßiger Materialabfluß an der Schnittstelle gestört wird.

Es ist möglich, die auf die Rotorspule 11 des Komponentenzerlegers 6 gelangende, mittels der Lichtquelle 8 gesteuerte Spannung zur Beeinflussung weiterer Größen auszunutzen, beispielsweise zur Steuerung der Temperatur eines Werkzeuges in Abhängigkeit von seiner Vorschubgeschwindigkeit.

Claims

1 2 zweite Fotozelle vorgesehen, die gegenüber der ersten Patentansprüche: Fotozelle räumlich so versetzt angeordnet ist, daß mit ihr die Leitlinie od. dgl. an einem in Vorschubrich-

1. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung für tung vor dem Abtastpunkt für die Hauptfotozelle He-Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Brenn- 5 genden Punkt abgetastet wird. Diese Fotozelle liefert schneidmaschinen, mit einem fotoelektrisch einen ein gesondertes Steuersignal, das unabhängig vom Linienzug abtastenden Abtastkopf, dessen Aus- Steuersignal der Hauptfotozelle auf eine gesonderte gangssignal einem Nachdrehmotor zum Einstellen Steuereinrichtung gelangt, welche die Vorschubgevon Abtastkopf und mit ihm verbundenem Werk- schwindigkeit der Nachstelleinrichtung —■■ im vorliezeug in Richtung der Tangente an den Linienzug io genden Fall die Drehzahl von zwei Koordinatenstellzuführbar ist, wobei der Nachdrehmotor mit motoren — in Abhängigkeit von der Krümmung der einem elektrischen Komponentenzerleger zur abzutastenden Linie verändert. Hierdurch soll sicher-Steuerung zweier Koordinatenstellmotoren ver- gestellt werden, daß der Abtastkopf auch stärkeren bunden ist, und mit einer Einrichtung zur Kor- Krümmungen der Linie folgt. Die Verwendung eines rektur der Geschwindigkeit der Koordinatensteil- 15 gesonderten, voreilenden Abtastorgans hat den motoren in Abhängigkeit von der Krümmung des Nachteil, daß eine Änderung der Geschwindigkeit Linienzuges, dadurch gekennzeichnet, der Nachstellbewegung bereits relativ früh erfolgt, daß die Korrektureinrichtung vom Ausgangs- das Werkzeug also bereits vor der kritischen Bearbeisignal des Abtastkopfes (1) beaufschlagbar ist und tungsstelle abgebremst wird, wo eine Abbremsung daß das Korrektursignal dem Eingangssignal des 20 noch nicht erforderlich wäre. Bei Profilen mit zahlelektrischen Komponentenzerlegers (6) Überlager- reichen Krümmungen der einzuhaltenden Profillinie, bar ist. beispielsweise beim Ausschneiden von Zahnrädern

2. Elektrische. Kopiersteuerungsvorrichtung oder Zahnrad-Rohlingen aus einer Metallplatte mitnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tels eines Schneidbrenners, muß durch diese frühzeidie Korrektureinrichtung eine in der Intensität 25 tige Abbremsung eine Verlängerung der Bearbeivom Ausgangssignal des Abtastkopfes (1) ver- tungszeit in Kauf genommen werden. Dieser Nachteil änderbare elektrische Lichtquelle (8) aufweist, liegt aber nicht allein darin begründet, daß die beidie mit einem lichtempfindlichen Organ, z. B. den Fotozellen des Abtastkopfes räumlich voneinaneinem an die Eingangsklemmen des Komponen- der getrennt sind, so daß dieser Nachteil durch eine tenzerlegers (6) angeschlossenen Fotowider- 3° möglichst dichte räumliche Anordnung der Fotozelstand (10), in Wirkverbindung steht. len allein behoben werden könnte, sondern er liegt

3. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung auch darin, daß die Steuerung der Nachstellgenach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß schwindigkeit völlig unabhängig vom Steuersignal der die Lichtquelle (8) von einer einstellbaren Vor- Hauptfotozelle, welche die Richtungsänderung des spannung beaufschlagt ist. 35 Abtastkopfes bestimmt, erfolgt. Dabei kann bei sehr

4. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung starken Krümmungen der nachzubildenden Kurve nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- durch die Vortastfotozelle eine Verringerung der net, daß die Lichtquelle (8) eine Glühlampe ist. Nachstellbewegung praktisch bis zum Stillstand erfol-

5. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung gen, was bei manchen Bearbeitungswerkzeugen — nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich- 40 beispielsweise bei Schneidbrennern — unzulässig ist, net, daß die Lichtquelle (8) eine Gasentladung?- da dies zu einer unerwünschten Erweiterung der lampe ist. Schnittfuge oder zu einem Abreißen des Autogen-

6. Elektrische Kopiersteuerüngsvorrichtung schnittes durch Kaltblasen des aufgeschmolzenen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Metalls führen würde.

die Korrektureinrichtung als Verstärker mit ver- 45 Der Erfindung , liegt von daher die Aufgabe

änderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet ist. zugrunde, eine Kopiersteuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die einerseits

eine Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit von

."."'. .,/.. Abtastkopf und Werkzeug in Abhängigkeit von der

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische 50 Größe der Richtungsänderung eines nachzufahren-

Kopiersteuerungsvorrichtung für Bearbeitungsma- den Linienzuges ermöglicht, und zwar erst im unmit-

schinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, mit telbaren Bereich der Richtungsänderung, und bei der

einem fotoelektrisch einen Linienzug abtastenden andererseits ein zu starkes Absinken der Vörschub-

Abtastkopf, dessen Ausgangssignal einem Nachdreh- geschwindigkeit vermieden wird,

motor zum Einstellen von Abtastkopf und mit ihm 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

verbundenem Werkzeug in Richtung der Tangente an gelöst, daß die Korrektureinrichtung vom Ausgangs-

den Linienzug zuführbar ist, wobei der Nachdrehmo- signal des Abtastkopfes beaufschlagbar ist und daß

tor mit einem elektrischen Komponentenzerleger zur das Korrektursignal dem Eingangssignal des elektri-

Steuerung zweier Koordinatenstellmotoren verbun- sehen Komponentenzerlegers überlagerbar ist.

den ist, und mit einer Einrichtung zur Korrektur der 60 Durch die erfindungsgemäße Ausführung werden

Geschwindigkeit der Koordinatenstellmotoren in die Nachteile der bekannten Vorrichtung beseitigt. '

Abhängigkeit von der Krümmung des Linienzuges. Ein gesondertes Abtastorgan, dessen Ausgangssignal

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf der Korrektureinrichtung zuzuleiten wäre, entfällt bei

einen Stand der Technik bei elektrischen Kopier- der erfindungsgemäßen Einrichtung. Es wird viel-

steuerungsvorrichtungen Bezug, wie er in der deut- 65 mehr durch ein einziges Ausgangssignal des fotoelek-

schen Auslegeschrift 1143 911 beschrieben ist. Bei irischen Abtastkopfes sowohl die Richtungsänderung

dieser bekannten Vorrichtung ist neben einer ersten als auch die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit

Fotozelle zum Erzeugen eines Abtastsignals eine von Abtastkopf und Werkzeug bewirkt.