DE1563556C - Electric copy control device for processing machines, in particular flame cutting machines - Google Patents

Description

Auf Grund der Ansprechempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann die Schnittgeschwindigkeit gegenüber den bisher möglichen Werten um mindestens 50 °/o erhöht werden;unter Beibehaltung der umfahrbaren Radien bzw. können unter Beibehaltung der Schnittgeschwindigkeit kleinere Radien als bisher umfahren werden.Due to the responsiveness of the device according to the invention, the cutting speed should be increased by at least 50% compared to the previously possible values; while maintaining the same value the radii that can be traversed or can be smaller while maintaining the cutting speed Radii are bypassed than before.

Nach einer Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung weist die Korrektureinrichtung eine in der Intensität vom Ausgangssignal des Abtastkopfes veränderbare elektrische Lichtquelle auf, die mit einem lichtempfindlichen Organ, z. B. einem an die Eingangsklemmen des Komponentenzerlegers angeschlossenen Fotowiderstand, in Wirkverbindung steht.According to one embodiment within the scope of the invention, the correction device has one in the Intensity of the output signal of the scanning head variable electrical light source, which with a photosensitive organ, e.g. B. one connected to the input terminals of the component breaker Photo resistor, is in operative connection.

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.Here, according to a further feature, the response sensitivity can be easily changed and that Adjust the processing tool used by setting the light source from an adjustable bias is applied. This bias voltage then becomes the preferably pre-amplified output voltage superimposed on the scanning device.

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.When using an incandescent lamp provided according to a further embodiment of the invention as So the response value can be set by setting a certain basic brightness of the light source Bring the lamp to a desired value. It can thereby be achieved that the feed rate does not decrease linearly with the strength of the curvature of the line to be reproduced, but for example, asymptotically approaches a certain minimum speed.

Eine Ausführungsform im Rahmen der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung als Verstärker mit veränderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet ist.An embodiment within the scope of the invention is characterized in that the correction device is designed as an amplifier with a variable gain factor.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung schematisch im Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.The invention is shown schematically in the block diagram below with reference to one in the drawing Embodiment described.

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 1 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 x- und eine j-Komponente bewirkt; durch die Ausgangssignale des Komponentenzerlegers 6 werden die beiden Koordinatenstellmotoren gesteuert.A photoelectric scanning head 1 generates control signals which characterize the position of the scanning head 1 relative to a line to be scanned and which are fed to an amplifier stage 3 via the lines 2. The structure of the scanning head 1 is not shown in detail since it is not essential to the invention. It is coupled in a known manner to a post-rotation motor 4, which drives the scanning head 1 and the tool connected to it in accordance with the control signals supplied to the motor 4 from the amplifier 3 via a line 5, in each case in the changing direction of the tangent to the line to be scanned rotates. The post-rotation motor 4 is also connected to a resolver, which causes the adjustment movement of the motor 4 to be broken down into an x and a j component; the two coordinate servomotors are controlled by the output signals of the component dismantling unit 6.

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 κ einem in ihrem Strahlungsbereich liegenden Foto- , widerstand 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-Iegers 6 induktiv zusammenwirkt, an einen die Vorschubgeschwindigkeit der mit den Statorwicklungen 12 und 13 des Komponentenzerlegers 6 verbundenen je- und y-Stellmotoren bestimmenden Sollspannungsgeber 14 gelegt. Im Sollspannungsgeber 14 läßt 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.The control device is also provided with a correction device 7 which has a light source 8 in the form of an incandescent lamp to which the amplified control signal from the amplifier 3 is fed via the lines 9, which causes a light intensity fluctuation dependent on the magnitude of the control signal. In the illustrated embodiment, the incandescent lamp is fed exclusively with the control signals. Preferably, however, the light source 8 is applied to a certain bias voltage, on which the control signal voltage arriving via the line 9 is superimposed. The changing light intensity of the incandescent lamp causes a change in its internal resistance in κ a photo resistance 10 lying in its radiation range. The photoresistor 10 is parallel to the armature coil 11 of the component splitter 6, which interacts inductively with the two perpendicular x and y stator coils 12 and 13 of the component splitter 6, at one the feed speed of the stator windings 12 and 13 of the component splitter 6 connected je- and y-servomotors determining setpoint voltage generator 14 placed. A maximum setpoint voltage can be set in setpoint voltage generator 14, for example by means of a potentiometer 15. By changing the photoresistor 10 as a function of the brightness of the incandescent lamp, the current flow through the rotor winding 11 of the component splitter 6 and thus the speed of the x- and y-coordinate servomotors, which effect the readjustment of the scanning head 1, are changed. This changes the speed of the adjustment movement as a function of the curvature of the line.

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.Instead of a relatively low-resistance, light-sensitive resistor 10, a very high-resistance one can also be used photoelectric element - for example a photocell - can be used, which is one of the The voltage that is dependent on the brightness of the incandescent lamp supplies that of the voltage supplied by the setpoint voltage generator 14 Voltage is opposite, whereby the voltage on the rotor coil 11 of the component cutting ' gers 6 as a function of the brightness of the incandescent lamp and thus of the size of the control signals of the scanning head 1 is changed, which is proportional to the strength of the change in direction of the traced Line are. In this way, one of the change in direction of the line to be followed dependent, more or less large deceleration of the readjustment movement causes; after The change in direction results in an acceleration of the readjustment movement. It can be done in an advantageous manner the non-linear characteristic of a photo resistor or a photo cell can be used. By a The operating point of the correction device becomes the corresponding dimensioning of the basic brightness of the light source 8 in the vicinity of the upper break point of the characteristic curve of the photocell or the photoresistor 10 placed so that with very strong control signals that have a very strong curvature of the denote the line to be traced, the operating point of the correction device in the only weak increasing asymptotic upper characteristic branch of the photocell is shifted so that only one slight increase in voltage and, accordingly, only a slight non-linear weakening the setpoint voltage supplied by the setpoint voltage generator 14 occurs. This prevents that a cutting torch used as a tool is braked so much that a more even one Material outflow at the interface is disturbed.

Es ist möglich, die auf die Rotorspule 11 des Komponentenzerlegers 6 gelangende, mittels der Licht-It is possible that the rotor coil 11 of the component dismantling 6 reached, by means of the light

quelle 8 gesteuerte Spannung zur Beeinflussung weiterer Größen auszunutzen, beispielsweise zur Steuerung der Temperatur eines Werkzeuges in Abhängigkeit von seiner Vorschubgeschwindigkeit.source 8 to use controlled voltage to influence other variables, for example for control the temperature of a tool as a function of its feed rate.

Claims (6)

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 2 second photocell is provided, which compared to the first patent claims: photocell is spatially offset so that with it the guideline or the like. 1. Elektrische-Kopiersteuerungsvorrichtung für tung vor dem Abtastpunkt für die Hauptfotozelle lie-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 Koordinatenstell- 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 Komponentenzerleger.s (6) Überlager- reichen Krümmungen der einzuhaltenden Profillinie, bar ist. beispielsweise beim Ausschneiden von Zahnrädern1. Electric copy control device for device in front of the scanning point for the main photocell lie processing machines, in particular focal point is scanned. This photocell supplies cutting machines, with a photoelectric one, a separate control signal that is independent of the Line scanning scanning head, whose output control signal of the main photocell on a separate output signal reaches a post-rotation motor for setting control device, which controls the feed rate Scanning head and the associated working speed of the adjustment device - in the present case in the direction of the tangent to the line io lowing the speed of two coordinates adjustable is, the post-rotation motor with motors - depending on the curvature of the an electrical component dismantler changed to the line to be scanned. This is intended to ensure safe control two coordinate servomotors can be adjusted so that the scanning head is also stronger is tied, and with a device for Kor- curvatures of the line follows. Using a The correction of the speed of the coordinate setting 15 separate, leading scanning element has the motors depending on the curvature of the disadvantage that a change in speed Line, characterized in that the readjusting movement takes place relatively early, that the correction device from the starting point the tool already before the critical processing signal of the scanning head (1) can be acted upon and processing point is braked where a deceleration that the correction signal would not yet be required for the input signal of the 20. For profiles with number electrical Component separator.s (6) Superposition-rich curvatures of the profile line to be observed, is cash. for example when cutting out gears 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- 30 möglichst dichte räumliche Anordnung der Fotozelstand (10), in Wirkverbindung steht. len allein behoben werden könnte, sondern er liegt2. Electric copy control device or gear blanks made from a metal plate Claim 1, characterized in that means of a cutting torch must go through this early Correction device a deceleration in the intensity of 25 times an extension of the processing time Output signal of the scanning head (1). This disadvantage has changeable electrical light source (8), but is not based solely on the fact that the two with a photosensitive organ, e.g. B. the photocells of the scanning head spatially from one another to the input terminals of the component are separated, so that this disadvantage is caused by a tenzerlegers (6) connected photo resistor- 30 as dense spatial arrangement as possible of the photo stand (10), is in operative connection. len alone could be remedied, but it lies 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 sehr3. Electric copy control device also in that the control of the Nachstellgenach Claim 2, characterized in that the speed is completely independent of the control signal the light source (8) from an adjustable front main photocell, which changes the direction of the voltage is applied. 35 scanning head determined, takes place. This can be done with very 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-4. Electric copy control device strong curvatures of the curve to be reproduced according to claim 2 or 3, characterized gekennzeich- by the Vorastfotozelle a reduction in net that the light source (8) is an incandescent lamp. Adjustment movement practically to a standstill 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 Gasentladungs- da dies zu einer unerwünschten Erweiterung der lampe ist. · Schnittfuge oder zu einem Abreißen des Autogen-5. Electric copy control device what some processing tools - according to claim 2 or 3, characterized - 40 for example in the case of cutting torches - is not permitted, net that the light source (8) is a gas discharge since this leads to an undesirable expansion of the lamp is. Kerf or tearing off the oxy-fuel 6. Elektrische Kopiersteuerungsvorrichtung schnittes durch Kaltblasen des aufgeschmolzenen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Metalls führen würde.6. Electric copy control device cut by cold blowing the melted according to claim 1, characterized in that metal would lead. die Korrektureinrichtung als Verstärker mit ver- 45 Der Erfindung liegt von daher die Aufgabethe correction device as an amplifier with variable 45 The object of the invention is therefore änderbarem Verstärkungsfaktor ausgebildet ist. zugrunde, eine Kopiersteuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, die einerseitschangeable gain factor is formed. based on a copy control device of the opening to create the genus mentioned on the one hand eine Beeinflussung der Vorschubgeschwindigkeit vonan influence on the feed rate of .:.'■. .'.■':' .;/.. Abtastkopf und Werkzeug in Abhängigkeit von der.:. '■. . '. ■': ' .; / .. Scanning head and tool depending on the Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische 50 Größe der Richtungsänderung eines nachzufahren-The invention relates to an electrical 50 size of the change in direction of a follow-up Kopiersteuerungsvorrichtung für Bearbeitungsma- den Linienzuges ermöglicht, und zwar erst im unmit-Copy control device for machining lines allows lines, and only in the immediate schinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, mit telbaren Bereich der Richtungsänderung, und bei dermachines, especially flame cutting machines, with telbaren area of change of direction, and in the einem fotoelektrisch einen Linienzug abtastenden andererseits ein zu starkes Absinken "der Vörschub-a line scanning photoelectrically, on the other hand, an excessive drop in "the feed rate" Abtastkopf, dessen Ausgangssignal einem Nachdreh- geschwindigkeit vermieden wird,
motor zum Einstellen von Abtastkopf und mit ihm 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurchScanning head, the output signal of which is avoided at a post-rotation speed,
motor for adjusting the scanning head and with it 55 This object is achieved according to the invention verbundenem Werkzeug in Richtung der Tangente an gelöst, daß die Korrektureinrichtung vom Ausgangs-connected tool in the direction of the tangent that the correction device from the starting point den Linienzug zuführbar ist, wobei der Nachdrehmo- signal des Abtastkopfes beaufschlagbar ist und daßthe line can be fed in, the post-rotation signal of the scanning head can be acted upon and that tor mit einem elektrischen Komponentenzerleger zur das Korrektursignal dem Eingangssignal des elektri-tor with an electrical component splitter for the correction signal to the input signal of the electrical Steuerung zweier Koordinatenstellmotoren verbun- sehen Komponentenzerlegers überlagerbar ist.
den ist, und mit einer Einrichtung zur Korrektur der 60 Durch die erfindungsgemäße Ausführung werdenControl of two coordinate servomotors connected see component dismantling can be superimposed.
den is, and with a device for correcting the 60 by the embodiment according to the invention Geschwindigkeit der Koordinatenstellmotoren in die Nachteile der bekannten Vorrichtung beseitigt. 'Speed of the coordinate servomotors eliminated in the disadvantages of the known device. ' Abhängigkeit von der Krümmung des Linienzuges. Ein gesondertes Abtastorgan, dessen AusgangssignalDependence on the curvature of the line. A separate scanning element, its output signal Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf der Korrektureinrichtung zuzuleiten wäre, entfällt bei ^; With this generic term, the invention would be directed to the correction device, does not apply to ^; einen Stand der Technik bei elektrischen Kopier- der erfindungsgemäßen Einrichtung. Es wird viel-a state of the art in electrical copiers of the device according to the invention. It will be a lot- steuerungsvorrichtungen Bezug, wie er in der deut- 65 mehr durch ein einziges Ausgangssignal des fotoelek-control devices reference, as it is in the German 65 more by a single output signal of the photoelectric schen Auslegeschrift 1143 911 beschrieben ist. Bei trischen Abtastkopfes sowohl die Richtungsänderungrule Auslegeschrift 1143 911 is described. With tric scanning head both the change in direction dieser bekannten Vorrichtung ist neben einer ersten als auch die Änderung der Vorschubgeschwindigkeitthis known device is in addition to a first as well as the change in the feed rate Fotozelle zum Erzeugen eines Abtastsignals eine von Abtastkopf und Werkzeug bewirkt.Photo cell for generating a scanning signal causes a scanning head and tool.