DE2263452A1

DE2263452A1 - Vorrichtung zum steuern der bewegung eines werkzeugmaschinenschlittens

Info

Publication number: DE2263452A1
Application number: DE2263452A
Authority: DE
Inventors: Heinz Belthle
Original assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Fortuna Werke Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1972-12-27
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2212213A1; GB1449630A; FR2212213B1; US3888051A

Description

Fortuna-Werke Maschinenfabrik AG. Stuttgart

Vorrichtung zum Steuern der' Bewegung oines Werkzeugmaschinenschlittens

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern der Bewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens mit motorisch antreibbarer Gewindespindel als Feinzustellung. '

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche sich durch besondere Einfachheit auszeichnet, damit verbunden eine übersichtliche Bedienbarkeit zuläßt und dennoch ein Höchstmaß an Sicherheit gegen Beschädigungen gewährleistet.

Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich "erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale:

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a) Ein Pulsgeber zur Abgabe von Zählimpulseii, die den Umdrehungen der Gewindespindel zugeordnet sind, ist mit dieser gekoppelt, ·

b) mit dem Pulsgeber ist ein Zähler verbunden, sowie mit diesem eine Eingabeeinrichtung zum Einstellen zumindest eines vorwählbaren Zählerwertes,

c) der Zähler ist mit einer Antriebseinrichtung für die Gewindespindel derart verknüpft, daß die Gewindespindel in Abhängigkeit eines vorgebbaren Zählerstandes stillsetzbar ist.

Der Vorteil der Erfindung wird am Beispiel der Bewegung eines Schleifscheibenschlittens bei einer Schleifmaschine besonders deutlich. Zunächst wird bekanntlich die Schleifscheibe im Eilgang in die Nähe des Werkstücks herangefahren, und anschließend erfolgt die Peinzustellung. Damit nun mit der wesentlich langsameren Feinzustellung nicht unnötig lange "Luft" geschliffen wird, soll die Schleifscheibe beim Beginn der Feinzustellung möglichst dicht vor dem Werkstück stehen. Andererseits muß mit Sicherheit ausgeschlossen sein, daß die Schleifscheibe das Werkstück im Eilgang rammt, was zu erheblichen Maschinenschäden führt.Da der Eilganghub in "den meisten Fällen unveränderlich ist, muß die Positionierung der Feinzustellung dementsprechend genau und sicher erfolgen.

Hier setzt vorteilhaft die Erfindung ein, weil insbesondere die Rückstellbewegung des Werkzeugmascrhinenschlittens, ausgehend vom Fertigmaß des Werkstücks, um exakt den Betrag der

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sogenannten Schleifzugabe erfolgt, Welche als Zählerwert vorwählbar ist. Zudem bietet der Pulsgeber, der eventuell über ein Untersetzungsgetriebe unmittelbar mit der. Gewindespindel gekoppelt ist, den Vorteil, daß seine Zählimpulse die tatsächliche Bewegung des Werkzeugmaschinenschlittens anzeigen. Schädliche Auswirkungen eines Defekts an der Antriebseinrichtung beziehungsweise an den Kraftübertragungsgliedern von dieser zur Gewindespindel werden- somit zuverlässig ausgeschlossen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist als Zähler ein Rückwärtszähler vorgesehen, der von einem vorwählbaren Zählwert ausgehend gegen Null zählt, wobei Null der vorgebbare Zählerstand ist, bei dem die Gewindespindel stillsetzbar ist.

Hierbei ist weiterhin eine Steuerschaltung vorgesehen, durch welche der Zähler auf ein Startkommando hin auf einen ersten vorwählbaren Zählerwert eingestellt wird, wodurch die Blockierung der Gewindespindel-Antriebseinriehtung aufgehoben und die Feinzustellung des Werkzeugmaschinenschlittens in Richtung eines zu bearbeitenden Werkstücks ausgelöst wird, bis der Zählerstand Null erreicht ist," und wobei weiterhin die Steuerschaltung derart ausgebildet ist, um den Zähler daraufhin erneut auf den ersten vorwählbaren Zählerwert .einzustellen und zugleich in der Weise" auf die Gewindespindel-Antriebseinrichtung einzuwirken, daß der Werkzeugmaschinenschlitten vom Werkstück zurückgezogen wird, wodurch bei dem folgenden Zählerstand Null ein /oller Bearbeitungszyklus durchlaufen ist.

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DAmit ist mit einfachstem Aufwand eine für viele, Pälle ,.r, genügende Maßgenauigkeit bei hoher Sicherheit erzielbar, .■.,:■■ ■:

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ergänzend eine das Ist-Maß des zu bearbeitenden Wer.k,ütückG .... erfassende Meßeinrichtung vorgesehen, die bei Erreichen des, Werkstück-Soll-Maßes ein Schaltsignal abgibt, wobei dieses , Schaltsignal vorrangig vor dem Zählerstand auf die Steuer- .;-schaltung einwirkt, welche daraufhin durch erneutes? Einstellen des Zählers auf einen zweiten vorwählbaren'. Zählerwert und durch Umschalten der Gewindespindel-Antriebüeinrichtung die zweite Hälfte des Bearbeitungszyklus .einleitet.

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Dabei entspricht der zweite vorwählbare Zählerwert der Schleifzugabe. Ausgehend vom Soll-Maß erfolgt somit die Rückstellbewegung stets um den exakt richtigen Betrag, weil durch die Meßsteuerung Änderungen des Schleifscheibendurchmessers, zum Beispiel infolge Abrichtens, kompensiert werden, da bei Erreichen des Soll-Maßes der Bezugspunkt für die Wegsteuerung der Peinzustellung stets neu gesetzt wird.

Bei Verwendung einer Meßsteuerung muß der erste vorwählbare Zählerwert, der dem Zähler bei Beginn der Feineinstellung eingegeben wird, höher liegen als der zweite Zäftlerwert, der die Schleifzugabe darstellt. Vorzugsweise soll der erste Zählerwert um zumindest einen dem Abrichtbetrag entsprechenden Wert größer sein als der zweite Zählerwert. Damit wird vermieden., daß die Zustellung beim Bearbeiten des Werkstücks unmittelbar

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Hierbei Ist weiterhin eine $teuersrchaltiin£ vorgesehen, durch weiche der Zähler auf ein StarjtlcoMnando hin auf ifuil gestellt Wird, wodurch die Blockierung der Gewindespindel-Antriebseinrichtung aufgehoben und die P@inzti@tellung Werkzeugmsöfolneriscttlittej'» i» Hiehtwßg eines zu Werkstücks ausgelöst wird, bis ein erster iwgebbarer stand erreicht ist,, und' weiterhin 1st die Steuerschaltung derart ausgebildet, im den Zlhier daraufhin erneut auf einzugtellen· und zugleich In der Meiee auf die Antrieb@einrlchtun|^ einzuwlrk#», dall· der Werkz schlitten yew» Werkstück zuröek$e»©f;eö wird, wodureh bei <IejB erneut folgenden ©rsten vorgebbaren zShlerstend ei» voller B.pa:'t)#itiin,g.szykius durchlaufen ist-

ist in vorteilhafter Wei&e eine das de«? ,zu bearbeitenden'Werkstücks erfassende■ vorgesehen, die bei Erreichen des' Werkstiicfc-Soli-Waßes Sohalt@ignal abgibt, wobei diets'-''"£ehal'teign&l vorrangig -vor dem Zählerstand auf die gtewerschaltiiing eiiÄrirli-t, wei-ehe daraufhin dureh erneutes ginsteilen 4φ& TMhl^vs auf JfUlI und durch umschalten der· Cewindeepi»d«i-.totri#bse:inrieht,urig die zweite .Hälfte des s#arb«itungs»yklus ©inleitet, welcher bei eineiii folgenden zweiten vorgebbaren Zlhierstand voll durchlaufen ist#

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Werkzeugmaschinenschlittens einstellbar ist. '

Die im Zusammenhang mit der ersten Ausgestaltung der Erfindung dargelegten Vorteile sind in sinngemäßer Weise- auch auf die zweite Ausgestaltung der Erfindung übertragbar. ·

Eine besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung kennzeichnet sich durch eine derartige Ausbildung des Pulsgebers, daß der Abstand zwischen zwei von· ihm abgegebenen Impulsen in einem ganzzahllgen "vorgebbaren Verhältnis zu der normal auf die Werkstückdrehachse ausgerichteten Komponente der Zustellbewegung des Werkzeugmaschinenschlittens steht.

Dies ist bei solchen Bearbeiiungsmaschinen von Bedeutung, bei denen die Schlittenführung schräg zur Werkstückdrehachse ausgerichtet ist. Dadurch, daß die Zählimpulse ausschließlich der normal auf die Werkstückdrehachse erfolgenden Bewegungskomponente zugeordnet sind, kann in den Zähler ohne Umrechnung ein Wert eingegeben werden, der direkt auf den Werkstückdurchmesser bezogen ist. . .

In einer weiteren Ausbildung der- Erfindung ist zusätzlich zur Peinzustellung eine hydraulische Eilgangzustellung vorgesehen. Diese verursacht keine besonderen Kosten und bietet den an sich bekannten Vorteil der sicheren Anschlaggenauigkeit, wodurch im Gesamtkonzept mit den vorhin • genannten Ausgestaltungen eine bei vereinfachtem Aufbau dennoch genau und sicher arbeitende Werkzeugmaschine möglich

wird. "

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Die Wirkungsweise sowie weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figur, in der ein'Ausführungsbeispiel veranschaulicht ist, näher erläutert.

Die Figur zeigt zunächst schematisch eine.Schleifscheibe 1, die von einem Schleif schütten 2 gehalten ist, der seinerseits von einer in Richtung eines Werkstückes 2 ausgerichteten Schlittenführung 4 getragen wird. Als Eilgangantrieb ist ein mit dem Schleifschütten 2 starr gekoppelter doppelt wirkender Hydraulikzylinder 5 vorgesehe-n, der einen Teil einer Gewindespindel 6 sowie eine daraufgeschraubte Spindelrnutter 7 umschließt, welche zugleich durch eine kolbenartige Ausbildung als zugehöriger Hydraulikkolben wirkt.

Die Antriebseinrichtung für die Gewindespindel 6 umfaßt einen Elektromotor 8 und ein zwischengeschaltetes Getriebe 9 zur Drehzahluntersetzung. Unmittelbar an einem Ende der Motorwelle ist ein an sich bekannter Pulsgeber 10 aufgesetzt. Ein fremdgesteuerter Thyristorstromrichter 11 versorgt den Elektromotor 8 über eine Richtungsumkehrschaltung 12 mit der notwendigen Antriebsenergie. Eine Hydraulikpumpe 13 fördert das Hydrauliköl über ein Ventil 14, welches von einem Steuermagnet 15 geschaltet wird. Die gezeichnete Stellung entspricht dem Eilgang-Rücklauf bei stromlosem Steuermagnet 15. Eine'Meßeinrichtung ΐβ, die das Werkstück 3 abtastet und bei Erreichen des Soll-Maßes einen Schalter l6a " betätigt, ist ebenfalls schematisch dargestellt. Eine derartige Meßeinrichtung kann beispieleweise der deutschen Patentschrift 877 500 entnommen werden.

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Der Zähler besteht aus drei Binär-Dezimal-Zählstufen 17, 18 und 19, beispielsweise vom Typ FLJ 24l der Firma Siemens. Über Tastenfelder 20, 21 und 22 können die beiden logischen „ Potentialzustände 0 und L in entsprechend, verschlüsselter Form an die Informationseingänge A, B, C und D jeder Zählstufe durchgeschaltet .werden. An den vier Informationseingängen liegt somit in binär-kodierter Form ein vorwählbarer Zählerwert an. Beispielsweise entsprechen dem Zählerwert Eins in der Reihenfolge der Informationseingänge A-D die Signalzustä-nde 0-0-0-L. Die Zählstufen 17, 18 und 19 sind so beschaffen, daß die-an den Informationseingängen A, B, C und D anliegenden Potentialwerte übernommen werden, sobald an den Stelleingängen E ein Signal entsprechend dem logischen Zustand 0 angelegt wird. Dadurch werden also die Zählerstufen auf die jeweils vorgewählten Zählerwerte gesetzt.

Der Pulsgeber 10 ist direkt an den Takteingang F der Zählstufe 19 angeschlossen. Erst wenn diese Zählstufe den Zählerstand Null erreicht hat, werden die weiteren Taktimpulse an den Taktausgang G durchgeschaltet und gelangen dann an den Takteingang F"der nächsten ZählstufeΊ8. Wenn also die Zählstufe l8 beispielsweise auf den Zäh.lerwert Fünf gesetzt wurde, dann werden erst der sechste und die darauffolgenden Zählimpulse vom Takteingang F an den Taktausgang G dieser Zählstufe durchgeschaltet. Zwischen den Taktausgang G der Zählstufe IS und den Takteingang F der Zählstufe YJ ist eine Teilerstufe 23 eingeschaltet. Diese gibt nur jeden 1Ό. Zählimpuls weiter. Durch das Einfügen dieser Teilerstufe 23 -

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wird die Einstellung des Tastenfeldes 20 urn eine Dekade höherwertig. Als solche Teilerstufe eignet sich beispielsweise die integrierte Halbleiterschaltung FLJ VfI der Firma Siemens.

In Abhängigkeit von der Gewindesteigung der Gewindespindel C₃ dem Untersetzungsverhältnis des Getriebes 9 und der Bauart des Pulsgebers 10 ist der Abstand zwischen jeweils zwei von ihm abgegebenen Impulsen in einem direkten Verhältnis zum Feinzustellweg des SchleifSchlittens 2 festgelegt. Durch geeignete Bemessung kann zweckmäßigerweise erreicht werden, daß die in den Zähler einzugebenden Zählerwerte als Maßeinheiten aufgeführt sein können, zum 3eispiel Millimeter oder Inches. Bei Verwendung nicht dekadischer Maßeinheiten muß jedoch die Teilerstufe 23 auf einen anderen Teilerfaktor, beispielsweise 1/12, umgeändert werden.

Den Zählstufen 17 und 18 wird ein zweistelliger Zählerwert entsprechend der sogenannten Schleifzugabe mittels der Tastenfelder 20 und 21 vorgegeben. Ausgehend von einem ungeschliffenen Werkstück ist durch den Schleifvorgang der Werkstückrädius bis auf Fertigmaß abzutragen. Diesen Betrag nennt man Schleifaufmaß. Dieses Schleifaufmaß zusätzlich eines geringen Sicherheitsbetrages stellt die vorgenannte Schleif zugabe dcir. Wird nun die Schleifscheibe nach dem Erreichen des Fertigmaßes eines gerade bearbeiteten Werkstückes um diese Schleifzugabe in der Feinzustellung zurückgezogen, dann ist sichergestellt, daS die Schleifscheibe, nachdem das nächste Werkstück eingespannt ist, vom Eilgang bis knapp an dieses herangefahren wird. 409827/0093

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Für den Fall aber, daß die Schleifscheibe vor dem folgenden Bearbeitungszyklus abgerichtet wird, vergrößert sich dieses eine Mal der Feinzustellweg um den Abrichtbetrag. Damit jetzt die Feinzustellung vom Zähler aus nicht vor- dem Erreichen des Soll-Maßes gestoppt wird, muß der Zählerwert zumindest um' · diesen Abrichtbetrag erhöht werden. Dies geschieht mittels der Zählstufe 19,- deren Zählerwert im Tastenfeld 22"vorgewählt wird. Durch einen geeigneten Aufbau der nachfolgend als Beispiel beschriebenen Steuerschaltung wird die Zählstufe 19, solange die Meßsteuerung funktioniert, nur am Beginn der ersten Hälfte eines Bearbeitungszyklus aktiviert.

Bevor die Funktionsweise der in der Figur dargestellten Steuerschaltung näher erläutert wird, sollen"die darin enthaltenen Schaltelemente kurz besprochen werden.

Zunächst sind drei, bistabile Kippschaltungen (auch Flipflop genannt) 2S, 32 und 38 A'orhanden., welche nach Einschaltung der Betriebsspannung eine definierte Ausgangslage einnehmen, das ~ heißt, 0-Signal an den Ausgängen H. Durch Anlegen eines L-Signales an den Setzeingang S wechselt das Ausgangssignal an H von 0 auf L. Zurückgestellt werden können diese bistabilen Kippstufen durch ein dynamisches Signal am Rückstelleingang R, und zwar nur durch einen Q-L Übergang (ein L-O Übergang oder ein statischer L-Zustand •bleiben wirkungslos).

Weiterhin sind .drei monostabile Kippstufen (Monoflop), 27, 31 und 4o als Verzögerungselemente vorgesehen. Deren Ausgänge a und b

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sind zueinander komplementär , wobei der Pfeil in_: d^g PeId zeigt, dessen Ausgang'in der stabilen Lage den Zustand ."logisch L hat. Aktivierbar sind diese monostabilcn Kippßtufe^Äörischließlieh durch dynamische 0-L Übergänge an den Eingan^ö:|.öschlüssen._: ,

Ein vielfach bekannter Schmitt-Trigger 37 dient ,^^ verzögerer und ein ständig laufender Oszillator 3,^· !,'l^fert die Steuerimpulse für den Thyristorstromrichter 11, ■/"'i^"^ '

Die bestens bekannten UND-Glieder, beispielsweise: ;„die,:'_;;mit, den ,,,' Bezugsziffern 28, .30, 36 oder Kl, weisen an ihren Ausgängen ,pur dann L-Signal auf, wenn au allen ihren Eingängen: I/«$iißnal· anlieft. Hingegen genügt es bei den ODER-Gliedern ^h und 59.*'·;·*|#ηη an eiriep Eingang oder an beiden Eingängen L anliegt, damit .,£$■;$ \isgari 3 L-Signal erscheint. ^! ' ,;;,,;■..:> ._:. ,

Möglicherv/else nicht gang so geläufig ist das mit 42 Öezelchnete Exklusiv-ODER-Glied (zum Beispiel FLH J>hl der Firma/S^;|em'en3'5.... ..■ ■■;■:■■■.. Dieses gibt dann ein L-Ausgangssignal ab, wenn ausfßiiließlich ■ an einem der Eingänge ein L-Signal anliegt. Liegt hingegeh an, beiden Eingängen L (oder 0), dann bleibt der Ausgang auf · 0.

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In der Figur sind zur besseren ifbersicht die durch Pfeile angedeutet. "

Nun sei zunächst die Funktionsweise der gezeigOi>ft-;^|.||l_:tung 'ίη

der an sich genaueren Betriebsweise mit ^

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In der Ausgangslage befindet sich der Schleifschlitten 2 inselner rückwärtigen Eilgangstellung. Die Zählstufen IJ, 18 und 19 stehen auf Zählerstand Null. Die. bistabilen Kippstufen 25, J52 und .38 befinden sich, in ihrem, definierten Ausgangs zustand, das heißt, die Ausgänge H tragen O-Signal. Weiterhin befinden sich die monostabilen Kippstufen 2¹J, ~j>l und 4o ebenfalls in deren stabilen Zuständen.

Als Startkommando genügt ein kurzzeitiges Betätigen des Tasters 24, worauf die bistabile Kippstufe 25 in ihren zweiten Kippzustand gelangt und an ihrem Ausgang H ein L-Signal erscheint.. Dieses Signal, welches über eine Leistungsstufe 26 dem Steuermagnet zugeführt wird, bewirkt ein Umschalten des Ventils l4, wodurch der Eilgang "Vorwärts" ausgelöst wird. Das am Ausgang H der bistabilen Kippstufe 25 erscheinende L-Signal wird zugleich einem Eingang des UND-Gliedes 28 zugeführt, an dessen zweitem Eingang ebenfalls ein L-Signal, von der monostabilen Kippstufe kommend, anliegt. Sobald der Schleifschlitten 2 in der vordersten Eilgangposition angelangt ist, gibt ein Endschalter 29 ein L-Signal an einen Eingang des UND-Gliedes 30, womit an diesem zusammen mit dem Ausgangssignal des" UND-Gliedes 28 ebenfalls die UND-Bedingung erfüllt ist. Die monostabile Kippstufe 3I spricht auf diesen 0-L Übergang an, und das Ausgangssignal am Anschluß a wechselt von L zu 0. Dieses O-Signal gelangt direkt an die Stelleingänge E der Zählstufen 17 und l8, Vielehe nun die an ihren Informationseingängen A bis 'D jeweils anliegenden Zählerwerte übernehmen. Da am Ausgang H der bistabilen Kippstufe j52j( viel eher mit einem Eingang des UND-Gliedes 33 verbunden

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ist, logisch 0 anliegt und somit die UND-Bedin^ung. (Hwf$e»i;■;.■·,,-: ·;. Gliedes nicht erfüllt ist, liegt an einem der Eingänge-,^es dem .■■;,.■ UND-Glied 53 naohgeschalteten'ODER-Gliedes 34 ehen£äM'&yQr.a,n* ■ ..■'■ Der Signalwechsel am Ausgang a der monostabilcn Kippstufe, 31 von L auf 0 wirkt sich daher auch auf den S teil eingang .,VE' der Zählstufe 19 aus. In den Zählstufen 17 und 18 v/ird dagiiiFch ein Zählerwert- entsprechend der Schleif zugabe und in der Zälils'tufe.:ly ein Zählerwert etwas größer als dem Abrichtbetrag entspricht;,-:^: ■ gespeichert. ' , ■ r:

Zum Steuern des Thyristorstromrichtern 11 dient der O.^c;zillatjr y dessen Impulse die UND-Schaltung 'j>6 passieren müssen. Damit nun der Spindelantrieb mit Sicherheit erst dann aktiviert wird, wenn alle Zählstufen gesetzt sind, ist der Ausgang a der monostabilen Kippstufe 3^ an einen Eingang des UND-Gliedes 36 geführt.

Der Ausgang b der monostabilen Kippstufe 31 ist über die als Impulsverzögerung wirkende Schmitt-Trigger-Stufe 37 an den Stelleingang S der bistabilen Kippstufe 38 geführt. Kurz nachdem also die Zählstufen gesetzt wurden, kippt die bistabile Kippstufe 38 ebenfalls in ihren zweiten stabilen Zustand. Deren Ausgang H ist unter anderem ebenfalls an einen Eingang des UND-Gliedes ,36 geführt, an dem schließlich beim Zurückk.ippen der monostabilen Kippstufe 3I in ihren stabilen Zustand die UND-Bedingung erfüllt ist, woraufhin die Steuerimpulse vom Oszillator 35 an den Thyristorstromrichter 11 durchgeschaltet werden. Die Peinzustellung hat damit begonnen.

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In einem 'festen Verhältnis zu den Spindelumdrehungen liefert der Pulsgeber (Bezugszeichen 10). Zählimpulse,-die, an den Takteingang F der Zählstufe 19 geführt, den Zähler schrittweise gegen Null ansteuern. Bevor aber der Zähler.vollständig gegen Null gezählt hat, signalisiert die Meßeinrichtung- Iu, daß das Pertlgmaß des'Werkstücks 3 erreicht ist, indem vom Schalter l6a ein L-Signal über das ODER-Glied 39 an den Stelleingang S der bistabilen Kippstufe 32 gelangt- Das Signal an deren Ausgang H wechselt von 0 auf L, wodurch gleichzeitig die Riehtungsurnkehrschaltung 12 betätigt und die monostabile Kippschaltung 4o angeregt wird. Da deren Ausgang a während des Kippzustandes O-Signal trägt, wird über die entsprechende Verbindung zum UND-Glied 36 eine Sperrung der Steuerimpulse bewirkt, so daß keine weitere Peinzustellung erfolgt.

Während dieser durch die Zeitkonstante der monostabilen Kippstufe h-0 bestimmten Ausfeuerungsperiode 'wird der Zähler vorbereitend erneut gesetzt, indem die monostabile Kippstufe 27, vom 0-L übergang am Ausgang b der monostabilen Kippstufe ²IO her, aktiviert wird. Dadurch wird die UND-Bedingung des UND-Gliedes 2·8 und in weiterer Folge auch die des UND-Gliedes 30 gestört. Sobald die monostabile Kippstufe 27 wieder in ihren Ausgangszustand zurückkehrt,- stellt sich auch am Eingang der monostabilen Kippstufe 31 wieder ein 0-L Übergang ein. Das jetzt wieder an deren Ausgang a erscheinende -cf-Signal verursacht ein erneutes Einstellen der Zählstufen 17 und l8 auf die-jeweils vorgewählter .. Zählerwerte. Jedoch wird die Zählstufe 19- auf- Null belassen,

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damit der Schleifschlitten 2 durch die anschließende Feinzustellung-"Rückwärts" nur um den exakten Betrag der Schleifzugabe zurückgezogen wird, wie dies erwünscht ist. Als Schaltkriterium dafür dient einerseits das L-Signal vom Endschalter und andererseits das L-Signal vom Ausgang H der bistabilen Kippstufe 38· Diese Signale sind jeweils einem Eingang des UND-Gliedes ^J41 zugeführt, an dessen Ausgang, welcher mit einem Eingang des UND-Gliedes 33 verbunden ist, ebenfalls L-Signal erscheint. Nun weist aber auch der Ausgang H der bistabilen Kippstufe 32 ein L-Signal auf, welches dem zweiten Eingang des UND-Glieder-: 33 zugeführt ist und hier die UND-Bedingung erfüllt, εο daß das-von diesem abgegebene L-Signal dominierend über dar: ODER-CIi cd 'j^]\ den Stelleingang E der Zählstufe I9 sperrt.

Mit dem Zurückkippen der monostabilen Kippstufe ^O in inmn stabilen Zustand, wobei deren Zeitkonstante größer als die Zeitkunstanten der Stufen 27 und 3I zusammengenommen sein muß, gelangt einerseits wieder L-Signal an das IjND-GIled 36, 'worauf die Steuerimpulse vorn Oszillator 33 wieder an den Thyristörstromriehter 11 durchgeschaltet werden und somit die Ausfeuerung;;-periode beendet ist. Infolge der aktivierten Richtungsurnkehrschaltung 12 rotiert der Motor 8 jetzt in der Gegenrichtung, und der Schi f:ifr,chl:i tten 2 wird über die Spindel 6 und die Spindel mutter 7 zurückgezogen. Der Ö-L Übergang a/n Ausgang a der monostabilen .Kippstufe ¹IQ wird andererseits aber· auch an den Rückst eile i ng an f. R der bistabilen Kippstufe 2^!j rebracht, deren Ausgang H nunmehr von L auf 0 zurückwechselt. Der Steuermagnet wird stromlos und das Ventil ] 4 'schaltet un>: hydraul Ischen

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ÖA0 OBIG«**¹-

Eilgang auf "Rückfahrt". Währenddessen zählt der Zähler wieder die vom Pulsgeber 10 kommenden Impulse und gibt, wenn' Zählerstand Null erreicht ist, den letzten Impuls auf die Rückstelleingänge der bistabilen Kippstufen J>2 und J5S weiter. Durch das jetzt fehlende'L-Signal am Ausgang H der bistabilen Kippstufe 38 wird das UND-Glied J>6 gesperrt und die Feinzustellung-"Rückwärts" gestoppt. Weiterhin bewirkt das fehlende L-Signal am

Ausgang II der bistabilen Kippstufe ~$2., daß die Richtungsumkehrschaltung 12 wieder zurückgestellt wird. Damit ist ein vollständiger Bearbeitüngszyklus beendet und die.ursprüngliche Ausgangslage aller Schaltelemente wieder hergestellt.

Für den Fall, daß die Meßeinrichtung Iß versagt, ist er/indungsgemäß ein Abstoppen der SchleifScheibenzustellung gewährleistet, womit eine Beschädigung an der Werkzeugmaschine oder deren Umgebung nicht eintreten kann, wie die folgenden Ausführungen zeigen.

Die vorhin beschriebene Funktionsweise während der ersten Hälfte des Beai'beitungs'/.yklus bleibt -zunächst unverändert, bis auf 'den Uni3ti,nd, daß jetzt bei Erreichen des Werkstück-Soll-Maßes von der MeSeinrichtung l6 kein -3 top-Signal abgegeben wird. Vielmehr wird die Feinzustellung weitergeführt, bis der Zählerstand Null erreicht ist. Der letzte' Zählimpuls wird dem Rückstelleingang η' der bistabilen Kippstufe 38 zugeführt, deren. Ausgang: H von -L auf 0 weehr.jlt. Dieses auf einen Eingang des UND-Glied ο s /i>6 einwirkende O-iiignal stört hier" die UND-Bedingung, so daß die Steuerimpulse de:; Oszillators 35 blockiert und die Feinzustellun^; g( i.;f i;:f)t viird..

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Das fehlende L-Signal am Ausgang H der bistabilen Kippstufe 38 bei gleichzeitigem Bestehen eines L-Signaler. vom Endschalter her> ist das· Erkennungskriterium für das Versagen der Meßeinrichtung 16. Ausschließlich in diesem Fall erhält das Exklusiv-ODER-Glied K2 an einem seiner Eingänge L-Signal (vom Endschalter 29) und an seinem zweiten Eingang ein O-Signal (von der bistabilen Kippstufe 38) und gibt damit ein L-Signal ab. Dieses wird einerseits über eine Leistungsstufe. 43 an eine Alarmvorrichtung, beispielsweise eine Lampe 44, weitergeleit&t und andererseits über das ODER-Glied 39 an den Steileingang S der. bistabilen Kippstufe 32. Durch das Umkippen dieser Stufe wird, wie vorhin beschrieben., einerseits die Richtungsumkehrschaltung aktiviert und andererseits ein erneutes Einstellen des Zählern ausgelöst. Diesmal ist jedoch die UND-Bedingung am UND-Gliod 4l und damit auch am UND-Glied 33 zunäcnst nicht erfüllt, ςο daß bei» Signalwechsel am Ausgang a der monostabilen Kippstufe 3^ ve·* L auf 0 auch am Stelleingang E der Zählstufe 19 O-Signal wirksam wird und diese Stufe auf den im Tastenfeld 22 vorgewählten Wert einstellt. V'eil die Schleifscheibe 2 um den hier eingestellten Abrichtbetrag tiefer in das Werkstück eindrang, muß nämlich jetzt auch die Rückstellung um den Abrichtbetrag ver1angert werdon.

Durch den Schmitt-Trigger 37 wird der vom Ausgang b der monostabilen Kippstufe 3I kommende Impuls verzögert an den r>to3 1-fcii'iyang S der bistabilen Kippstufe 38 weitergegeben. ;;o daß die Zählttufe 19 mit Sicherheit bereits gesetzt ist, wenn inf^l^«

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BAD ORIGINAL

des L-Signales tun Ausgang H der bistabilen Kippstufe 38 wieder die UND-Bedingung der UND-Glieder hl und 53 erfüllt und somit (verzögert) ein L-Signal an den Stelleingang E der Zählstufe gelangt.

Sobald die monostabil e Kippstufe ho zurückkippt (Ende-der Ausfeuerungsperiode) wird wie zuvor Eilgang- und Feinzustellung-"Rückwärts" ausgelöst. Bei Zählerstand Null werden wieder die bistabilen Kippstufen 22 und 38 und die Richtungsumkehrschalturig zurückgestellt" sowie die Steuerimpulse des Oszillators 35 blockiert.■Die ursprüngliche Ausgangslage aller Schaltelemente und des SchleifSchlittens 2 ist erreicht und ein voller Bearbeitungszyklus durchlaufen.

Es versteht sich, daß das zuvor bearbeitete Werkstück Ausschuß darstellt, jedoch wurde eine teurere Beschädigung der Maschine sowie eine Unfallgefahr infolge einer SchleifScheibenzerstörung zuverlässig vermieden.

Für den Fall, daß die Meßeinrichtung l6 nicht rasch.genug

repariert werden kann, andererseits eine Unterbrechung in der ■■",.. Produktion unerwünscht ist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise in der Art weiterbetrieben werden, daß die Steuerung der Zustellbewegung "Vorwärts" und "Rückwärts" nur von den, in den Tastenfeldern vorgewählten Vierten bestimmt ist. Zweckmäßigerv.'eise wird hierbei nur unmittelbar nach dem Abrichten zu Beginn eines Bearbeitungs^ykius"' ein dem Abrichtbetrag entsprechender Wert im Tastenfeld 22 eingetippt und

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sofort nach dem Anlaufen der FeinzustelJung wieder der Wert Null vorgewählt.

Die ohne Meßsteuerung erzielbare Maßgenauigkeit ist hierbei nur durch den einem Zählimpuls entsprechenden Zustellweg (inkrement) bestimmt. Unregelmäßigkeiten der Zustellgeschwindigkeit (zum Beispiel wegen ungleicher Reibung des Schleifschlittens 2 auf der Schlittenführung 4) bleiben ohne Einfluß auf die Maßgenauigkeit.

Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Aysführungsform beschränkt, es sind vielmehr auch elektromecha/iische Zähler und Schaltelemente oder fluidische Logikelemente gleichwohl anwendbar. Als Antriebseinrichtung für die Gewindespindel 6 kann weiterhin jeder beliebige Motor, beispielsweise auch ein Schrittmotor, vorgesehen werden. Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung jedes Werkzeugmaschinenschlittens, also auch bei einer Drehmaschine, gleich gut einzusetzen. Auch ist das Vorhandensein eines Eilgang-Antriebes nicht Voraussetzung.

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Claims

pat-905

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Ansprüche

1. !vorrichtung zum Steuern,..der Bewegung, eines. Werkzeugmaschinen-

schlittens mit motorisch, antreibbarer Gewindespindel als. Feinzustellung;, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale":

a) ein Eulsgeber' (10) zur Abgabe von Zählimpulseni die den Umdrehungen der Gewindespindel (6), zugeordnet sind, ist mit dieser gekoppelt,

b) mit dem Pulsgeber (10) ist ein Zähler (17, IS₁. 19) verbunden, sowie mit diesem eine Eingabeeinrichtung (20, 21, 22) zum Einstellen zumindest eines vorwählbaren Zählerwertes,

c) der Zähler (17> l8, I9) ist mit einer Antriebseinrichtung (8, 9, 11* 12) für die Gewindespindel (6) derart verknüpft, daß die Gewindespindel (6) in .Abhängigkeit eines vorgebbaren Zählerstandes stillsetzbar ist^.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zähler ein Rückwärtszähler vorgesehen 1st, der von einem vorwählbaren Zählerwert ausgehend gegen Null zählt, wobei Null der vorgebbare Zählerstand ist, bei dem die Gewindespindel (6) stillsetzbar ist. ^

^. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, durch welche der

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Zähler auf ein Startkommando hin auf einen ersten vorwählbaren Zählerwert eingestellt wird, wodurch die Blockierung der Gewindespindel -Antriebseinrichtung aufgehoben und die Felnzustellung des V/erkzeugmaschinenschlittens in Richtung eines zu bearbeitenden Werkstücks (3) ausgelöst wird, bis der mtil erstand JJu₁Ii erreicht ist, und daß die Steuerschaltung weiterhin derart ausgebildet ist, um den Zähler daraufhin erneut auf den ersten vorwählbaren Zählerwert einzustellen und zugleich ip der Weise auf die Gewindespindel-Antriebseinrichtung einzuwirken! daß der ₍ Werkzeugmaschinenschlitten (2) vom Werkstück (3) suriiekgezagen wird, wodurch oei dem folgenden Zählerstand Null ein, voller Bearbeitungszyklus durchlaufen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß eine das Ist-Maß des zu bearbeitenden Werkstücks (3) erfassende Meßeinrichtung (16) vorgesehen ist, die bei Erreichen des Werkstück-Soll-Maßes ein Schaltsignal abgibt, wobei die&es Schaltsignal vorrangig vor dem Zählerstand auf die Steuerschaltung einwirkt, welche daraufhin durch erneutes Einstellen des Zählers auf einen zweiten vcrwählbaren Zählerwert und durch Umschalten der Gev.'indespindel-Antriebseinrichtung die zweite Hälfte des Bearbeitungszyklus einleitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Verzögerungseinrichtung (40) aufweist, durch welche zwischen den Hälften eines fiearbeitungszyklus eine Verweilzeit einstellbar ist, während der @in vom

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Werkzeugmaschinenschlitten getragenes Werkzeug mit dem Werkstück in Berührung bleibt, ohne daß eine weitere Feinzustellung erfolgt, insbesondere zum Ausfeuern bei Schleifbearbeitung.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zähler ein Vorwärtszähler vorgesehen ist, der von Null ansteigend zählt, wobei ein'vorwählbarer Zählerwert zugleich der vorgebbare Zählerstand ist, bei dem die Gewindespindel stillsetzbar ist.

7- Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerschaltung vorgesehen ist, durch welche der Zähler auf ein Startkommando hin auf Null gestellt wird, wodurch die Blockierung der Gewindespindel-Antriebseinrichtung aufgehoben und die Peinzustellung des Werkzeugmaschinensohlittens in Richtung eines zu bearbeitenden Werkstücks ausgelöst wird, bis ein erster vorgebbarer Zählerstand erreicht ist, und daß die Steuerschaltung weiterhin derart ausgebildet ist, um den Zähler daraufhin erneut auf Null einzustellen und zugleich in der Weise auf die Gewindespindel-Antriebs einrichtung einzuwirken, daß der Werkzeugmaschinenschlitten vom Werkstück zurückgezogen wird, wodurch bei dem erneut folgenden ersten vorgebbaren Zählerstand ein voller Bearbeitungszyklus durchlaufen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Ist--!Y!aß des zu bearbeitenden Werkstücks erfassende

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Meßeinrichtung vorgesehen ist, die bei Erreichen des Werkstück-Soll-Maßes ein Schaltsignal abgibt, wobei dieses Schaltsignal vorrangig vor dem Zählerstand auf die Steuerschaltung einwirkt, welche daraufhin durch erneutes Einstellen des Zählers auf Null und durch Umschalten der Gewindespindel-Antriebseinrichtung die zweite Hälfte des Bearbeitungszyklus einleitet, welcher bei einem folgenden zweiten vorgebbaren Zählerstand voll durchlaufen ist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine Verzögerungseinrichtung aufweist, durch welche zwischen den Hälften eines Bearbeitungszyklus eine Verweilzeit des Werkzeugmaschinenschlittens einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Pulsgebers (lO), daß der Abstand zwischen zwei von ihm abgegebe nen Impulsen in einem ganzzahligen, vorgebbaren Verhältnis zu der normal auf die Werkstückdrehachse ausgerichteten Komponente der Zustellbewegung des Werkzeugmaschinenschlittens steht.

11. Vorrichtung zum Steuern der Bewegung eines Werkzeugmaschinenschlittens nach Anspruch 1 und einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulische Eilgangzustellung vorgesehen ist. -

Portuna-We:°ke, Maschinenfabrik AG

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