DE1926380A1 - Kapazitive Entfernungsregelung fuer Werkzeugmaschinen,insbesondere Autogen- und Plasmaschneidmaschinen - Google Patents

Description

• Kapazitive Entfernungsregelung fUr Werkzeugmaschinen, insbesondere Autogen-und Plasmaschneidmaschinen Die Erfindung betrifft eine kapazitive Entfernungsregelung fUr Werkzeugmaschinen, insbesondere Autogen- und Plasmaschneidmaschienen, wobei eine Elektrode dem Werkzeug zugeordnet ist und das WerkstUck die andere Elektrode bildet. Außer auf Schneidmaschinen und andere Werkzeugmaschinen (z. B. spanabhebende Werkzeugmaschinen) ist die Erfindung auch ohne weiteres filr Autogen-, Mig-, Wig- und Plasmaschweißbrenner anwendbar.
• Zur Regelung des Abstandes von Autogen- und Plasmaschneidbrennern gegenüber dem zu bearbeitenden WerkstUck ist u. a, die sogenannte kapazitive Höbenabtastung Ublich. Eine bekannte Abtastelektrode, die als Ring ausgerührt ist, wird so angeordnet, daß das Brennervorderteil durch diesen Ring hindurch gesteckt wird. Durch eine federnde Halterung ist diese Elektrode mit der Brennerhalterung'verbunden. Während des Schneidbetriebes wird laufend die Kapazität zwischen Elektrode und Werkstueck gemessen.
• Tritt eine Abweichung vom Sollwert ein, so fährt eine elektromechanische Einrichtung die Elektrode und damit den Brenner in den Normalabstand zurück. Die verwendete Elektrode ist nicht starr befestigt sondern beweglich. Das fUhrt zu unstabilem Verhalten sowie zur Gefährdung der Abtastelektronik am Brenner.
• Ferner setzt bei Bertlhrungen Abtastring-Brenner unerwUnschterweise eine HochRrequen2-ZUndung ein. Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen bekannten Abtasteinrichtung besteht darin, däß ein spezieller Elektrodenhalter benötigt wird. DarUberhinaus ist die elektrische Isolierung dieser Elektrode insbesondere beim Plasmaschneiden problematisch. ein wesentlicher Nachteil der bekannten Abtastelektroden besteht hXuflg in einem durch die selbsttragende Konstruktion bedingten relativ kleinen Vorh Gltnls von Nutz- zu Festkapazität.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die vorstehend aufgeftihrten Nachteile zu beseitigen und darüber hinaus noch die im folgenden genannten Vorteile zu erreichen. Zur Lösung des Problems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die dem Werkzeug zugeordnete Abtastelektrode aus einer isolierenden Masse, vorzugsweise Keramik, besteht, in welcher Masse eine leitfähige Schicht angeordnet ist.
• Durch die Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: Einmal wird kein besonderer Elektrodenhalter mehr benötigt, so daß sich nun das VerhEltnis Nutzkapazität/Festkapazität zugunsten der Nutzkapazit#t verschoben hat. Ferner ist eine hervorragende elektrische Isolierung des leitenden Teils der Abtastelektrode gewährleistet. Die Abtastelektrode ist darüber hinaus in ihrer Lage fixiert und liefert somit genauere Werte.
• In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die leitfähige Schicht allseitig von der isolierenden Masse umschlossen ist. Dadurch wird der Nachteil bekannter Abtastelektroden, nämlich die ständige unkontrollierte Veränderung der Nutzkapazität durch Haftenbleiben von Metallspritzern während des Bearbeitungsvorganges vermieden.
• Etwaige auf der Isoliermasse haftende Metallspritzer sind unschwer zu entfernen. Dies wird gemäß eine weiteren Vorschlag der Erfindung erleichtert durch eine isolierende Schraubverbindung zum Abdecken der leitfähigen Schicht, Dabei ist es zweckmäßig, wenn die leitfähige Schicht in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet ist. Dadurch wird die Nutzkapazität erfindungsgemäß durch eine sehr kleine Ausdehnung der leitfähigen Schicht in Richtung der Elektrodenhalterungsaohse erhöht.
• Dieser Erfindungs gedanke ist aber nicht auf eine ringrarmige Elektrode beschr#nkt, vielmehr gilt er beispielsweise auch fur an sich bekannte kalottenförmige Elektroden.
• Die leitfähige Schicht kann in die Isoliermasse eingeprent oder auf dieselbe aufgedampft sein. Hinsichtlich eines günstigen Verhältnisses Nutzkapazität/Festkapazitä.t ist es ferner vorteilhaft, wenn die Verbindungsleitungen von der#leitfd.higen Schicht zum elektronischen Steuergerät yergleichsweiße geringe Querschnitte aufweisen.
• Im einzelnen wird diesbezuglich vorgeschlagen, daß als Verbindungsleitungen Kabel mit Drähten geringer Leiterquerschnitte dienen und daß die Kabel durch eine Steckverbindung an die leltfähige Schicht anschließbar sind. Es ist darauf zu achten, daß die Kapazität der elektrischen Verbindung zwischen wirksamem Elektrodenteil und seiner Steckverbindung 3o % der Elektrodenwirkkapazit#t nicht Uberschreitet. Es ist in diesem Sinne zweckmäßig, wenn die Verbindung zwischen leiträhiger Schicht und Steckverbinclung aus Folien besteht. Gemäß einer anderen Ausführungsforn der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen leitfähiger~ Schicht und Steckverbindung aus einem leitfähigen Material besteht, welches auf Isolierkörper aufgedampft oder aufgestrichen oder galvanisch aufgebracht ist.
• Die Verbindung zwischen leitfähiger Schicht und Steckverbindung kann dabei Jeweils bandförmig ausgebildet sein. Dabei ist es hinsichtlich der Nutzkapazität von Vorteil, wenn die kleinere Fläche der bandförmigen Verbindung den umgebenden Maschinen-oder Geräteteilen zugewandt ist. In vorteilhafter Weiterbildung dieses Gedankens wird ferner vorgeschlagen, daß zwischen der Verbindung und den räumlich nächstliegenden Maschinen- oder Geräteteilen eine Isolierschicht aus einem Stoff angeordnet ist, dessen Dielektrizitätskonstante kleiner als die der die leitfähige Schicht umgebenden isolierenden Masse ist.
• Die Einrichtung ist nun anhand eines Ausfuhrungabeispieles in der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im L§ngsschnltt eine dem Werkzeug zugeordnete Abtastelektrode.
• Die Abtastelektrode besteht aus einer rlngtörmig ausgebildeten leitfähigen metallischen Schicht lo, die zwischen zwei Teilen 11, 12 aus elektrisch isolierendem Werkstoff angeordnet ist.
• Das Teil 12 ist dabei auf das Teil 11 aufgeschraubt. Der mit 13 bezeichnete hohlraum im Inneren der Teile 12, 11 dient zur Aufnahme eines in der Zeichnung nicht dargestellten Schneid-oder Schweißbrenners.
• Von der leitfähigen Schicht lo fUhrt eine leitende Verbindung 14 zu einer mit 15 bezeichneten Steckverblndung, an die das nicht dargestellte Verbindungskabel zu dem ebenfalls nicht gezeigten Steuergerät angeachlossen werden kann.
• Die Verbindung 14 weist einen vergleichsweise geringen Querschnitt aur, um das Verhltnis Nutzkapazität/Festkapazität möglichst groß zu halten. Um StöreintlUsse der räumlich nächst liegenden mtXtallischen Ma-schinen- oder Geräteteile auf die Nutzkapazitä.t der leitfShigen Schicht lo zu vermeiden, sollte der in der :#eichnung mit 16 bezeichnete und durch eine gestrichelte Linie 17 abgegrenzte Raum gegenüber diesen nichstliegenden Geräteteilen aus einem Stoff bestehen, dessen iielektrizitätskonstante kleiner ist als die der Ubrigen isolierenden Masse. Ferner ist darauf zu achten, daß die radiale Entfernung von der ringförmigen leitfähigen Schicht lo zur Mittelachse 18 der Abtastelektrode möglichst groß ist. Dadurch kann ein optimaler Betrag an Nutzkapazität erreicht werden.

Claims (12)

1. Ansprllohs

   W Kapazitive Entfernungsregelung filr Werkzeugmaschinen, insbesondere Autogen- und Plasmaschneidmasohinen, wobei eine Elektrode dem Werkzeug zugeordnet ist und das WerkstUck die andere Elektrode bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Werkzeug zugeordnete Abtastelektrode aus einer isolierenden Masse (11, 12), vorzugsweise Keramik, besteht, in welcher Masse eine leitfähige Schicht (lo) angeordnet ist.
2. 2. Entfernungsregelung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht (lo) allseitig von der isolierenden Masse (11, 12) umschlossen ist.
3. 3. Entfernungsregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Schicht <1o) in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildet ist.
4. 4. Entfernungsregelung nach einem der vorstehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitf#hige Schicht (lo) in die Isoliermasse eingepreßt oder auf dieselbe aufgedampft ist.
5. 5. Entfernungsregelung nach einem der AnsprUche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine isolierende Schraubverbindung (12) zum Abdecken der leitfähigen Schicht (lo).
6. 6. Entfernungsregelung nach einem der vorstehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen von der leitfähigen Schicht zum elektronischen Steuerger#t vergleichsweise geringe Querschnitte aufweisen.
7. 7. Entfernungsregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsleitungen Kabel mit Drhten geringer Leiterquerschnitte dienen und daß die Kabel durch eine Steckverbindung (~15).an die leitfähige Schicht (lo) anschließbar sind.
8. 8. Pni.tfernungsregelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (14) zwischen leitfähiger Schicht (lo) und Steckverbindung (15) aus Pollen besteht.
9. 9. Entfernungsregelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen leitfähiger Schicht und Steckverbindung aus einem leitfähigen Material besteht, welches auf Isolierkörper aufgedampft oder aufgestrichen oder galvanisch aufgebracht ist.
10. lo. Entfernungaregelung nach einem der Anspruche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen leiträhiger Schicht und Steckverbindung bandförmig ausgebildet ist.
11. 11. Entfernungsregelung nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Fläche der bandförmigen Verbindung den umgebenden Masohinen- oder Geräteteilen zugewandt ist.
12. 12. Entfernungsregelung nach einem der AnsprUche 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindung (14) und den räumlich nächstliegenden Maschinen- oder Geräteteilen eine Isolier6thioht (16) aus einem Stoff angeordnet ist, dessen Dielektrizittskonstante kleiner als die der die leitfähig Schicht (lo) umgebenden isolierenden Masse (11, 12) ist.