DE2519735C2 - - Google Patents
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- DE2519735C2 DE2519735C2 DE2519735A DE2519735A DE2519735C2 DE 2519735 C2 DE2519735 C2 DE 2519735C2 DE 2519735 A DE2519735 A DE 2519735A DE 2519735 A DE2519735 A DE 2519735A DE 2519735 C2 DE2519735 C2 DE 2519735C2
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Steuervorrichtung für die
Arbeitszyklen einer Schleifmaschine mit den im Oberbe
griff des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmalen.
Bei einer bekannten Steuervorrichtung
(DE-OS 21 63 780) ist eine Steuereinrichtung
vorgesehen, die abhängig von der durch die während
des Bearbeitungsvorgangs im Werkstück auftretenden ela
stischen Spannungen bewirkten Verformung die Vorschub
geschwindigkeit ändert. Dabei ist das Maß für die im
Werkstück auftretende Verformung die Schneidleistung der
Schleifscheibe, die beispielsweise durch die Stromauf
nahme des Schleifscheibenantriebs meßbar ist. Bekannt
lich ist aber die Schneidleistung einer Schleifscheibe
vor allem von ihrer Schneidkapazität, also vom Zustand
der Schleifscheibe abhängig, nicht aber unmittelbar von
der Verformung des Werkstücks.
Die für derartige Regelungen erforderlichen Rückführungs
systeme sind komplex, nur in geringem Maße flexibel und
nicht hinreichend schnell und genau, insbesondere dann,
wenn der Abtrag am Werkstück klein und dementsprechend
die Arbeitszyklen kurz sind.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vor
richtungen der eingangs geschilderten Art so auszubilden,
daß mit einfachen Mitteln die Genauigkeit der Endab
messungen des Werkstückes erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird das Maß für die elastische Verfor
mung des Werkstückes während des Bearbeitungsvorgangs
in dem Vergleicher erzeugt, dem als Eingangsgrößen die
Werkstückabmessungen und die Position der Schleifscheibe
zugeführt werden. Im Gegensatz zu Vorrichtungen, bei
denen der Schleifdruck als Maß für die elastische Ver
formung des Werkstückes herangezogen wird, ist die
erfindungegemäße Vorrichtung insofern vorteilhaft,
als beim Bearbeitungsvorgang alle die kinematische
Kette Schleifscheibe-Werkstück bildenden Elemente wie
Werkstück, Schleifscheibe, Spindeln, Schuhe und Auflagen
usw. berücksichtigt werden, die alle elastisch verformt
werden, insbesondere wenn sie durch den Schleifdruck
harten Belastungen ausgesetzt sind. Erfindungsgemäß
wird vermieden, daß die Verformungen des Werkstückes
oder der anderen Elemente während der Bearbeitung zu
hohe Werte erreichen und bleibende Deformationen und
Formfehler (wie Elliptizität und Konizität) an den
Werkstücken auftreten.
Die Unteransprüche geben vorteilhafte Aus
gestaltungen der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung an.
Verschie
dene Ausführungsformen werden anhand der Figuren im
folgenden erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungs
form
für eine Außenrundschleif
maschine mit hoher Stundenleistung,
Fig. 2 Diagramme zur Darstellung des
Zeitverhaltens der Vorrichtung gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 und 4 Ausführungsformen der verschie
denen im Blockschaltbild von Fig. 1
verwendeten Steuerschaltungen,
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung der Abhän
gigkeit der Ausgangsspannung von der
Eingangsspannung der Steuerschaltung
gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 ein Teil-Blockschaltbild, das zusammen
mit Teilen des Blockschaltbildes gemäß
Fig. 1 eine weitere Ausführungsform be
schreibt.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, ruht ein Ring 3 auf
Schuhen 4 und 5. Der Ring wird von einer nicht gezeigten
Spindel in Drehung versetzt und auf seiner Außenfläche von
der Schleifscheibe 6 einer Hochleistungsschleifmaschine
geschliffen. Die Schleifscheibe 6 ist auf einem Schlitten
7 gelagert, der bezüglich einer Basis 8 beweglich ist.
Der Schlitten 7 wird über ein in der Fig. 1 gestrichelt
dargestellte Antriebsverbindung 9 von einem Schritt
schaltmotor 10 bewegt. Die Antriebsverbindung 9 kann
z. B. aus einer sehr präzis arbeitenden Mutter-Gewindespin
del-Anordnung bestehen.
Der Ring 3 wird von einer elektronischen Meßlehre 11 aus
gemessen, die zwei bewegliche Arme 12 und 13 nicht
dargestellte Positionswandler besitzt.
Die Meßlehre 11 ist ausgangsseitig mit einem verstärkenden
Detektor 14 verbunden, der ausgangs
seitig ein analoges Signal abgibt, das dem Übermaß des
Ringes 3 proportional ist, d. h. der Differenz zwischen
dem tatsächlich vorhandenen äußeren Durchmesser und dem
am Ende des Schleifens zu erreichenden Soll-Durchmes
ser. Die Ausgangsklemme 17 des Detektors 14 kann
über den beweglichen Kontakt 16 eines Schalters 19 mit einer
programmierbaren Steuerschaltung 18 verbunden werden, die an ihrem Ausgang
eine sich stetig in Abhängigkeit von dem Eingangssignal
ändernde Ausgangsspannung ausgibt, wie noch weiter unten
beschrieben wird.
Die Steuerschaltung 18 ist mit dem einen Eingang eines
Summierkreises 21 verbunden, der ausgangsseitig mit dem
Steuerkreis 22 des Schrittschaltmotors 10 verbunden ist;
dieser Steuerkreis 22 wird von einem Spannungs-Frequenz-
Wandler gebildet, der ausgangsseitig Impulse mit einer
der analogen Eingangsgröße proportionalen Frequenz er
zeugt; diese Impulse bewirken das schrittweise Drehen des
Läufers des Schrittschaltmotors 10 und damit eine entspre
chende schrittweise Bewegung des Schlittens 7. Ein mit
dem Motor 10 und dem Steuerkreis 22 verbundener Digital
zähler 23 zählt die Anzahl der vom Läufer ausgeführten
Schritte. Der Digitalzähler besitzt einen Löscheingang
25, der mit dem Ausgang eines mit zwei Eingängen versehenen
Vergleichers 27 verbunden ist. Der eine Eingang des Ver
gleichers ist mit dem Ausgang des Detektors 14
und der andere Ausgang ist mit einem Potentiometer 29 verbun
den, mit dessen Hilfe eine Bezugsspannung einstellbar ist.
Ausgangsseitig ist der Digitalzähler 23 mit einem Digital/Ana
logewandler 31 verbunden, der seinerseits ausgangsseitig
mit einem Anpaßkreis 33 verbunden ist. Der Anpaßkreis ist
ausgangsseitig mit einem festen Kontakt 35 des Schalters 19
verbunden, der mit dem beweglichen Kontakt 16 zusammen
wirken kann. Weiterhin ist der Anpaßkreis 33 mit dem
einen Eingang eines Vergleichers 37 und mit dem negativen
Eingang eines Vergleichers 39 Differenzverstärkers verbunden. Der
andere Eingang des Vergleichers 37 und der positive Ein
gang des Vergleichers 39 sind beide mit dem Aus
gang des Detektors 14 verbunden.
Ausgangsseitig ist der Vergleicher 37 mit der Wicklung
41 des Schalters 19 verbunden. In Reihe mit dem Ausgang des
Vergleichers 39 ist ein beweglicher Schalt
kontakt 43 angeordnet, der von einer Spule 45
betätigbar ist. Die Spule 45 liegt in Reihe
mit dem Ausgang eines Vergleichers 46, dessen einer Ein
gang mit dem Ausgang des Detektors 14 und dessen
anderer Eingang mit einem Potentiometer 47 verbunden ist,
das die Einstellung einer Bezugsspannung ermöglicht.
Der Ausgang des Vergleichers 39 ist über den be
weglichen Kontakt 43 mit dem Eingang einer programmierbaren Steuer
schaltung 51, mit dem einen Eingang eines Vergleichers 53
und einem Eingang einer Schaltung
55, die das Nachschärfen der Schleifscheibe 6 steuert,
verbunden.
Der Zusammenhang zwischen der Eingangsspannung V 1 und der
Ausgangsspannung V′ u der Steuerschaltung 51 ist in der
Fig. 5 dargestellt.
Der Ausgang der Steuerschaltung 51 ist mit einem zweiten
Eingang des Summierkreises 21 verbunden. Auf den zweiten
Eingang des Vergleichers 53 wird mittels eines Potentio
meters 57 eine einstellbare Bezugsspannung gegeben. Der
Ausgang des Vergleichers 53 ist mit einer Zustimmklemme
59 der Schaltung 55 verbunden.
Darüber hinaus ist die Schleifmaschine mit einer Steuer-
und Anzeigeschaltung 65 versehen, die die verschiedenen
Phasen des Bearbeitungszyklus steuert. Die Steuer- und
Anzeigeschaltung 65 ist mit den Ausgängen des Vergleichers
27, der Schaltung 55 und des Verglei
chers 37 verbunden.
Die Schleifmaschine arbeitet wie folgt:
Wenn der Durchmesser eines von der Schleifscheibe 6 bear
beiteten Ringes 3 verringert wird, bis der Sollwert erreicht
worden ist, nimmt das Ausgangssignal des Detektors
14 einen Wert an, der zum Ansprechen des Vergleichers 27
führt. Dann stellt das Ausgangssignal des Vergleichers 27
den Digitalzähler 23 auf Null und führt dazu, daß die
Steuer- und Anzeigeschaltung 65 die letzten Teilschritte
des Maschinenzyklus in Gang setzt. Dazu gehört: Das Anhal
ten des Schrittschaltmotors 10 und die daran anschließende
Bewegungsumkehr, um den Schlitten 7 in die Ausgangsstellung
zurückzubringen; das Abziehen der elektronischen Meßlehre
11 (welche ebenfalls auf einem nicht gezeigten Schlitten
oder Träger gelagert ist) vom Ring 3; das Entladen des be
arbeiteten Ringes und das Aufsetzen eines neuen zu schlei
fenden Ringes auf die Schuhe (mittels an sich bekannter
Lade- und Entladearme); das Rückführen der elektronischen
Meßlehre 11 in Meßposititon.
Die Drehung des Schrittschaltmotors 10 für das Zurückfüh
ren des Schlittens 7 findet mit der höchstmöglichen Ge
schwindigkeit
statt.
Beim Herausbewegen aus der Ruheposition bewegt sich
der Schlitten über eine vorgegebene Länge zurück, die auf
dem Digitalzähler 23 basierend auf dem maximal möglichen Durch
messer eingestellt ist, den die Ringe vor dem Schleifen
aufweisen können. Der Digitalzähler 23 zählt die Anzahl
der Schaltschritte des Schrittschaltmotors 10, bis der
Zählerstand dem vorgewählten Wert entspricht; dann hält
der Schrittschaltmotor 10 an und reversiert erneut die
Drehrichtung, um die Schleifschraube 6 an einem neuen Ring
3 heranzubringen, der bereits in die Maschine geladen ist
oder sich in der Ladephase befindet. Wenn sich die Schleif
scheibe 6 auf den Ring 3 zu bewegt, kommt der bewegliche
Kontakt 16 des Schalters 19 in Berührung mit dem festen Kon
takt 35 (dabei ist die Spule 41 entregt); dabei wird die
Zustellungsgeschwindigkeit wie folgt bestimmt:
Das digitale Ausgangssignal des Digitalzählers 23 wird
durch den Digital/Analog-Wandler 31 in ein analoges Signal
umgewandelt. Das Ausgangssignal des Digital/Analog-Wan
ders 31 hängt von der Position des Schlittens 7 ab und
zeigt angenähert die von der Schleifscheibe 6 auszuführen
de Bewegung, um die einem Übermaß vom Werte Null auf dem
Ring 3 entsprechende Position zu erreichen.
Da der Digitalzähler 23 beim Erreichen des Enddurchmessers
eines jeden Ringes 3 auf Null gestellt und danach der
Schlitten 7 um eine vorgegebene Länge zurückgeführt wird,
wird auf diese Weise die Abnutzung der Schleifscheibe 6
kopensiert (daher ändert sich jeweils die Position des
Schlittens 7, die dieser am Ende des Laufes für die Bewe
gung der Schleifscheibe von den Ringen 3 fort einnimmt).
In Abhängigkeit von der Form der Schleifscheibe 6 und der
Ringe 3 und der relativen Lagen ihrer Achsen entspricht
einem Schleifscheibenvorschub vom Werte L (wenn man alle
Schwingungen und Belastungen der kinematischen Kette
Werkstück-Schleifscheibe außer acht läßt, d. h. annimmt,
daß diese nicht existieren) eine theoretische Abnahme
des Durchmessers des Ringes 3 (unter Annahme, daß die
Schleifscheibe den Ring berührt) die zwischen den Werten
L und 2L liegen kann, je nachdem, welche Art von Schleif
maschine vorliegt.
Der Anpaßkreis 33 berücksichtigt diese Tatsache, indem er
die in Beziehung zu den Verschiebungen des Schlittens 7
stehenden Signale in fiktive Änderungen des Übermaßes
transformiert; diese Änderungen des Übermaßes sind fiktiv,
da sich die Schleifscheibe 6 in einer Position befinden
kann, in der sie den Ring 3 nicht berührt, und da bei
Erreichung der Berührung die elastische Spannungen, die Veränderlich
keit der Schleiffähigkeit der Schleifscheibe und andere
Faktoren diese Beziehung während der Bearbeitung durch ein
und dieselbe Maschine nicht genau konstant halten.
Bei Annäherung der Schleifscheibe 6 an den Ring 3, d. h.
vor dem Berühren des Ringes, stellt aber die Differenz
zwischen dem Ausgangssignal des Anpaßkreises 33 und dem
Anfangsdurchmesser des Ringes 3 (gemessen von der elektro
nischen Meßlehre 11) eine Komponente der Entfernung dar,
die von dem Schlitten 7 vor der Berührung des Ringes 3 durch
die Schleifscheibe 6 durchlaufen werden muß.
Während dieser Annäherung wird die Geschwindigkeit des
Schlittens 7 von der Steuerschaltung 18 bestimmt, an deren
Eingang ein von dem Anpaßkreis 33 erzeugte Signal V 1 an
steht. Die Steuerschaltung 18 erzeugt ein Signal erzeugt ein Signal V u , dessen
Amplitude sich gemäß der Kurve "a" der Fig. 2 ändert, auf
die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Während der
Annäherung befindet sich der bewegliche Schaltkontakt 43
in Öffnungsstellung und die Steuerschaltung 51 gibt ein
Ausgangssignal V′ u ab, das eine konstante Amplitude auf
weist. Diese konstante Amplitude ist gleich dem Maximal
wert V 0 der Kurve "d" in Fig. 5. Der Summierkreis 21
summiert die empfangenen Signale V u und V′ u und erzeugt
ein Ausgangssignal, das sich gemäß der strichpunktierten
Kurve "b" in Fig. 2 ändert. Der Schrittschaltmotor 10
steuert die Vorwärtsbewegung des Schlittens 7 entsprechend.
Wenn die Schleifscheibe 6 den Ring 3 berührt, spricht
der Vergleicher 37 an, so daß ein Steuersignal erzeugt wird,
das das Ende der "Spaltüberwindung" anzeigt. Dieses Signal
wird kurz vorher oder kurz nach der Berührung erhalten,
indem von dem Ausgangssignal des Detektors 14, das
dem Vergleicher 37 zugeführt wird, ein geeignetes Korrektur
signal abgezogen oder dieses Korrektursignal dem Ausgangs
signal des Detektors 14 hinzuaddiert wird.
Aus der Kurve "d" der Fig. 2 kann leicht abgelesen werden,
daß während der Annäherungsphase die Annäherungsgeschwin
digkeit allmählich abnimmt, bis die Schleifscheibe 6 in
Berührung mit dem Ring 3 gelangt; zu diesem Zeitpunkt t 1
wird eine stufenförmige Abnahme erreicht. In der Tat führt
das Umschalten des Vergleichers 37 zu einer Erregeung der
Wicklung 41, die den beweglichen Kontakt 16 von dem
Kontakt 35 auf den
Kontakt 17 umschaltet.
Nach dem Zeitpunkt t 1 ändert sich das Ausgangssignal V u
der Steuerschaltung 18 gemäß der Kurve "c" der Fig. 2 und
das von der Steuerschaltung 51 erzeugte Signal V 0 mit kon
stanter Amplitude wird fortlaufend hinzuaddiert, so
daß der Steuerkreis 22 noch ein der Kurve "b" der Fig. 2
entsprechendes Signal empfängt und daher dem Schrittschalt
motor 10 entsprechend schaltet.
Die Schleifscheibe 6 trägt Übermaß vom Ring 3 ab.
Wenn der Ring 3 einen vorgegebenen Übermaßwert erreicht,
nimmt die Ausgangsspannung des Detektors 14 einen
Wert an, der gleich dem vom Potentiometer 47 erzeugten
Spannungswert ist; der Vergleicher 46 spricht an und
führt auf diese Weise zur Erregung der Wicklung 45, so daß
der Kontakt 43 geschlossen wird, und zwar zum Zeitpunkt
t 2 der Fig. 2.
Die Ausgangsspannung des Vergleichers 39
spricht auf die elastischen Spannungen an, die von der
kinematischen Kette bestehend aus Ring 3 und Schleif
scheibe 6 infolge des Andruckes der Schleifscheibe 6 herrühren.
In der Tat entspricht diese Spannung
der Differenz zwischen dem Übermaß des Ringes 3 und dem
o. e. fiktiven Übermaß. Ganz genau zeigt diese Spannung
den Anstieg der mechansichen Belastung bezüglich der Total
belastung an, wenn der Ring 3 seinen Soll-Durchmesser
erreicht. Durch das Schließen des beweglichen Schaltkontakt
tes 43 erreicht das der mechansichen Spannung entsprechen
de Signal die Steuerschaltung 51, die ein Ausgangssignal
V′ u in Abhängigkeit von der Eingangsspannung V′ i gemäß der
Kurve "d" der Fig. 5 erzeugt. Daher entspricht eine niedrige
Ausgangsspannung (oder überhaupt keine Ausgangsspannung)
einer harten Belastung und umgekehrt.
Von dem dem Schließen des Kontaktes 43 entsprechenden Zeit
punkt t 2 an ändert sich das Ausgangssignal des Summierkrei
ses 21 in Abhängigkeit von der gestrichelten Kurve "e" der
Fig. 2, d. h. vom Zeitpunkt t 2 an wird zu dem der Kurve
"c" entsprechenden Signal V u das der Kurve "d" entsprechen
de variable Signal V′ u hinzuaddiert. Auf diese Weise wird
bei Erfassung einer Überbelastung der Schrittschaltmotor
10 in beachtlichem Ausmaß verlangsamt, so daß die elastische Ver
formung abgebaut werden kann. Die Bearbeitung wird mit der von der
Belastung abhängigen adaptiven Steuerung fortgesetzt, bis
die elektronische Meßlehre 11 zum Zeitpunkt t 3 feststellt,
daß der Enddurchmesser des Ringes 3 erreicht ist. Danach
erfolgt die Steuerung der letzten Verfahrensschritte des
Maschinenzyklus, die entsprechend der vorstehenden Be
schreibung ablaufen.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Schaltge
schwindigkeit des Motors 10 stets von der Summe V u + V′ u
der beiden Ausgangssignale der Steuerschaltungen 18 und
51 bestimmt ist. Nach Schließen des beweglichen Schaltkon
taktes 43 stellt die bewirkte Regelung eine adaptive Rege
lung dar. In der Tat wird das von der Steuerschaltung
18 bereitgestellte Programm durch ein variables Korrek
tursignal korrigiert, das von der Steuerschaltung 51 in
Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße erzeugt wird, wobei
die letztere die gemessene Belastung ist.
Die adaptive Regelung kann aber auch in anderer Weise er
folgen, wie dies anhand der Fig. 6 gezeigt werden soll.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Steuerschaltung
51 durch eine mit dem Detektor 14 verbunde
ne programmierbare Steuerschaltung 68 und durch einen Differenzverstär
ker 69 ersetzt. Die Eingänge des Differenzverstärkers
sind mit dem Ausgang des Vergleichers 39 bzw.
mit dem Ausgang der Steuerschaltung 68 verbunden. Die an
deren Bestandteile gemäß Fig. 1 verbleiben ungeändert.
Die Steuerschaltung 68 erzeugt in Abhängigkeit von dem
am zu bearbeitenden Ring 3 gemessenen Übermaß ein Signal,
das der zulässigen Belastung entspricht. Dieses Signal
wird in dem Differenzverstärker 69 mit einem der tat
sächlichen Belastung entsprechenden Signal verglichen, so
daß das sich erregende Signal ein Korrektursignal für die
programmierte Vorschubgeschwindigkeit darstellt, die von
der Steuerschaltung 18 vorgegeben wird. Es ist auch mög
lich, nach Schließen des Schaltkontaktes 43 die Steuerschaltung
18 abzutrennen und die Bearbeitung in Abhängigkeit
von dem Ausgangssignal der Steuerschaltung 51 weiter
zuführen, die in diesem Falle so modifiziert werden kann,
daß sie ein abweichendes Programm erzeugt.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Steuerschaltung
18 zugeschaltet zu lassen und danach die Verbindung der
Steuerschaltung 51 (nach Erreichen des vorgegebenen Über
maßes) nur dann zuzusteuern, wenn die gemessene Belastung
einen vorgegebenen Wert übersteigt. Diese Ausführungsform
kann durch den Vergleicher 53 realisiert werden,
der nach Schließen des Kontaktes 43 an einem Eingang das
Belastungssignal erhält und dieses mit dem vom Potentiome
ter 57 erzeugten Bezugssignal vergleicht.
In der Anordnung gemäß Fig. 1 wird der Vergleicher 53 zu
einem anderen Zweck eingesetzt und zwar für die Bereit
stellung eines Zustimmsignals für die Schaltung
55, die das Nachschärfen der Schleifscheibe 6
steuert. Die Schaltung 55 ist
im wesentlichen in der italienischen
Patentschrift 9 60 035 beschrieben.
Hiernach wird die Über
prüfung der Schneidfähigkeit zu vorgegebenen Phasen des Bearbeitungszyklus eines
jeden Werkstückes durchgeführt, indem von der Schneidfähig
keit der Schleifscheibe (wie z. B. Materialabtragungsgeschwin
digkeit oder die für den Abtrag einer vorgegebenen Übermaßmen
ge erforderliche Zeit) abhängige Signale erfaßt werden,
diese Signale mit vorgegebenen Werten zur Erzeugung von
Fehlersignalen verglichen werden und diese Fehlersignale
für aufeinanderfolgend bearbeitete Werkstücke aufintegriert
werden. Die aus diesem Patent bekannten Schaltkreise können
nach einfacher Abänderung für die Aufintegration von Fehler
signalen verwendet werden, die den Abweichungen der tatsäch
lichen von der kinematischen Kette: Schleifscheibe-Werk
stück erlittenen Belastung (zu vorgegebenen Zeitpunkten
des Bearbeitungszyklus) von einer vorgegebenen Belastung
entsprechen.
Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die Fig. 3 eine
Ausführungsform der Steuerschaltung 18 beschrieben werden.
Die Eingangsklemme 70 ist über ein
Negationsglied 71 und einen Widerstand 72 mit dem negativen
Eingang eines Operationsverstärkers 74 verbunden, dessen
positiver Eingang über einen Widerstand 75 geerdet ist.
Zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 74 und
seinem negativen Eingang liegen drei Rückkopplungszweige
in Parallelschaltung. Der erste Zweig wird von einem Wider
stand 77 gebildet, der zweite von einer Serienschaltung
einer Diode 79 mit einem Widerstand 80 und der dritte von
einer Reihenschaltung aus zwei Dioden 82 und 83 und einem
Widerstand 85. Der Widerstand 85 kann über einen Schaltkon
takt 87 kurzgeschlossen werden, der über eine Verbindung
89 mechanisch mit dem beweglichen Kontakt 16 des Schalters
19 gekoppelt ist. Diese Schaltung ist in der
Fig. 3 gezeigt. Wenn der bewegliche Kontakt 16 in Berührung
mit dem festen Kontakt 17 kommt, wird auch der Kontakt 87
geschlossen. Andererseits wird bei Berühung des festen
Kontaktes 35 durch den beweglichen Kontakt 16 der Kontakt
87 geöffnet. In der Fig. 2 entsprechen die Punkte A und B
dem Schwellenwert der Diode 79 bzw. den Schwellenwerten
der Dioden 82 und 83.
Die Steuerschaltung 51 kann durch die in der Fig. 4 ge
zeigte Schaltung realisiert werden. Der negative Eingang
eines Operationsverstärkers 93 wird über einen Widerstand
94 mit einer Klemme 95 verbunden, an der eine konstante
Spannung -V 0 anliegt. Der negative Eingang ist weiterhin
über einen Widerstand 97 und den beweglichen Schaltkon
takt 43 mit einer Klemme 98 verbunden, die den Ausgang
des Vergleichers 39 darstellen soll. (Diese
Bezeichnung ist auch in der Fig. 1 verwendet.) Zwischen
dem negativen Eingang und dem Ausgang des Verstärkers
ist eine Diode 99 geschaltet. In Reihe mit dem Ausgang des
Operationsverstärkers 93 ist eine weitere Diode 100 ge
schaltet, deren Kathode mit dem negativen Eingang des
Operationsverstärkers 93 über einen Widerstand 101 ver
bunden ist. Wie aus der Fig. 5 ablesbar ist, ist die Aus
gangsspannung V′ u gleich der Spannung V 0, wenn der Wert der
Spannung V i gleich Null ist (Fehlen von elastischer Be
lastung) oder wenn der bewegliche Schaltkontakt 43 offen
ist. Wenn der bewegliche Schaltungkontakt 43 geschlossen
ist und der Wert von V′ i zwischen Null und V′ i1 liegt, ist
die Wirkung von V′ i entgegengesetzt der Wirkung von V 0 und
die Ausgangsspannung V′ u ändert sich entsprechend dem Seg
ment, das den Punkt V′ i 1 auf der Abszisse mit dem Punkt V 0
auf der Ordinate verbindet.
Wenn die Eingangsspannung größer oder gleich V′ i 1 ist,
wird der Wert der Ausgangsspannung V′ u gleich Null; somit
wird die Geschwindigkeit des Schlittens 7 (in Fig. 1)
allein durch die Steuerschaltung 18 bestimmt.
Claims (8)
1. Steuervorrichtung für die Arbeitszyklen einer Schleif
maschine, mit einer Meßlehre zur Bestimmung der Abmes
sungen des Werkstücks, mit einem Motor zum Antrieb des
die Schleifscheibe tragenden Schlittens, mit einer
Steuereinrichtung für die Zustellung der Schleifscheibe,
wobei die Zustellung in der letzten Bearbeitungsphase
abhängig von den gemessenen Abmessungen des Werkstückes
und des Ausmaßes seiner Verformung aufgrund der elasti
schen Spannung während der Bearbeitung erfolgt, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (39) vorhanden ist,
dem das von der Meßlehre (11, 14) herrührende, der Ab
messung des Werkstücks entsprechende Signal und ein
der Position der Schleifscheibe (6) bezüglich einer Be
zugsposition entsprechende Signal zugeführt werden, und
daß das Ausgangssignal des Vergleichers (39), das der
elastischen Spannung entspricht, über eine weitere pro
grammierbare Steuerschaltung (51; 68) der Steuereinrich
tung (18, 22, 23) zugeführt wird.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die die Position der Schleifscheibe (6) erfassende
Schaltung einen Schrittschaltmotor (10) zum Antrieb
des Schlittens (7), einen mit dem Motor (10) zur Zählung
der Schaltschritte ausgehend von einer Bezugsposition
verbundenen Digitalzähler (23), Nullstellungsmittel (27,
25) für die Rückstellung des Zählers (23) auf Null in der
Bezugsposition und einen Digital/Analog-Wandler (31) um
faßt, der mit dem Zähler (23) zur Umwandlung des Zähleraus
gangssignals in ein Analogsignal verbunden ist.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Digital/Analog-Wandler (31) ein Anpaßkreis (33)
zugeordnet ist, der das Analogsignal in ein ein fiktives
Übermaß darstellendes Signal transformiert, und daß das
Ausgangssignal des Anpaßkreises (33) auf einen ersten
Eingang des Vergleichers (39) geführt ist, dessen zweiter
Eingang mit dem Ausgang der Meßlehre (11, 14) verbunden
ist.
4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Schaltmittel (43, 45, 46) vorgesehen
sind, die den Vergleicher (39) mit der programmierbaren
Steuerschaltung (51, 68) verbinden, wenn das Übermaß des
Werkstücks einen vorgegebenen Wert erreicht.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (18, 22, 23) eine erste programmier
bare Steuerschaltung (18) aufweist, die mit dem Ausgang
der die Position der Schleifscheibe (6) erfassenden Schal
tung (10, 23, 31, 33) verbindbar ist, um die Zustellgeschwin
digkeit der Schleifscheibe (6) in Abhängigkeit von dem Ab
stand zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück zu
programmieren.
6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgänge der beiden programmierbaren Steuerschal
tungen (18, 51, 68) mit einem Summierkreis (21) verbunden
sind, dessen Ausgangssignal die Zustellgeschwindigkeit
der Schleifscheibe (6) bestimmt.
7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Vergleicher (37) vorgesehen ist,
der das Signal am Ausgang der die Position des Werkzeug
schlittens (7) erfassenden Schaltung (10, 23, 31, 33) mit
dem Ausgangssignal der Meßlehre (11, 14) vergleicht, daß
das Ausgangssignal des Vergleichers (37) einen Schalter (19)
ansteuert, der den Eingang der ersten programmierbaren
Steuerschaltung (18) vom Ausgang der die Position der
Schleifscheibe (6) erfassenden Schaltung (10, 23, 31, 33)
auf den Ausgang (17) der Meßlehre (11, 14) umschaltet.
8. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Vergleichers
(39) eine Schaltung (55) für das Schärfen bzw. Abrichten
der Schleifscheibe (6) ansteuert.
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