DE2550897A1

DE2550897A1 - Automatische profilgebungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2550897A1
Application number: DE19752550897
Authority: DE
Inventors: Shigeo Aoki; Sakae Koide
Original assignee: TAHARA SHOYEI ENGINEERING CO L; Hosiden Electronics Co Ltd
Current assignee: TAHARA SHOYEI ENGINEERING CO L; Hosiden Electronics Co Ltd
Priority date: 1974-11-19
Filing date: 1975-11-13
Publication date: 1976-05-20
Also published as: CH622979A5; US4031669A; JPS575660B2; JPS5169284A; DE2550897C2

Description

BL.UMBACH · WESER * BERGEN . KRAMER

ZWlRiNER - HIRSCH 2 S 5 O 8 9

PATENTANWAiTE IN MÜNCHEN UND WJESBADEN

Postadresse «tünchen: Pstentconsult 8 Münctera ffl «edeckestraße43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Partsntconsull £2 «fiesbacteJi Sertnsnberger Straße 43 Telefon p612l) 502943/561998 Telex 04-186237

7V8735

1. ¹SAHAEAr-SHOl[EI ESiGISEEEIHG CO. LTD. 2915j Mnamfunabori-chOa Edogawa-ku, iokjo, Japan

2. HOSHIDESKI-SEIZO KABUSHIKI KAISHA 4-33» 1-chome, Kitakyuhoji, Yao-shi, Osaka, Japan

Automatische Pro füge bungs vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine automatische Profilgebungsvorrichtung, bei welcher ein Fühler relativ zu einem Modell derart bewegt wird, daß er dessen Kontur folgt, und bei welchem ein Werkzeug -und ein durch dieses zu bearbeitendes Werkstück so angeordnet rsind, daß sie eine relativbewegung zueinander in einer Weise

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München: Kramer - Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Biumbach · Dr. Bergen ·Zwirner

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auszuführen vermögen, die mit derjenigen zwischen dem Fühler und dem Modell übereinstimmt, um dadurch das Werkstück automatisch zu bearbeiten. Genauer gesagt betrifft die Erfindung ein Steuerungssystem für eine solche Vorrichtung.

Bei der Oberflächenbearbeitung eines Werkstücks, wie eines Turbinenblattes, eines Propellers, einer Schraube oder dergleichen, das eine komplizierte Form und eine dreidimensionale Krümmung aufweist, ist bisher im Anschluß an eine elektrolytische Bearbeitung oder ein Kopierfräsen eines geschmiedeten Werkstücks ein manueller Schleif- oder Poliervorgang durchgeführt worden. Weder die elektrolytische Bearbeitung noch das Kopierfräsen können allein eine ausreichende 'Dimensionsgenauigkeit oder Oberflächenbearbeitung bewirken, während mit einem manuellen Schleifen nur schwer ein erhöhter Materialabtrag erzielt werden kann. Es leuchtet ein, daß die Bearbeitung eines Turbinenblattes, beispielsweise dadurch, daß es gegen ein rotierendes Schleifrad oder einen laufenden Schleifriemen gedrückt wird, während es eine Arbeitskraft mit der Hand festhält, einen hohen Grad an Fachkönnen und Sorgfalt seitens der Arbeitskraft erfordert und auch ein Sicherheitsproblem beinhaltet. Dies führt zu einer sehr schweren Tätigkeit, insbesondere wenn ein großes Blatt zu bearbeiten ist. Mit fortschreitender Bearbeitung muß wiederholt die Querschnittsdicke an einer Anzahl von Stellen in sorgfältiger Weise gemessen werden, was zu

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einem beträchtlich niedrigen Arbeitswirküngsgrad führt. Zudem ist es schwierig, eine hohe Genauigkeit einzuhalten, und es ist'unmöglich gewesen, eine Genauigkeitsverringerung zwischen den Dicken benachbarter Teile zu vermeiden.

Es ist eine rein mechanische Profil-ELemenschleifmaschine bekannt, bei welcher eine Nockenbahn verwendet wird, die jedoch eine wesentlich erhöhte Bearbeitungszeit erfordert. Ihre Verwendung ist begrenzt auf ein Flugzeugturbinenblatt geringer Große, das eine verminderte Krümmung aufweist.

Es ist eine Anzahl von Profilschleifmaschinen bekannt, bei welchen'ein Fühler mit kleinem Radius verwendet wird und bei"welchen die Geschwindigkeitssteuerung auf der Bewegung des Fühiermittelpunkts beruht. Wenn der Radius des Fühlers jedoch größer wird, ist ein genauer Profiigebungsvorgang nicht möglich für bestimmte Werkzeuge, die ein Abtragungsausmaß bewirken, das im Verhältnis steht zur Zeitlänge, während welcher das Werkzeug in Berührung mit dem Werkstück gehalten wird, da die herkömmliche Bewegungssteuerung der Art ist, daß die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Berührungspunkt zwischen dem Modell und dem Fühler •längs dör Kontur des Modells bewegt, nichtkonstant bleibt, sondern sich verändert. Wenn das Werkstück hart ist und ein bestimmtes Federungsvermögen aufweist, ergibt sich eine schlechte Atimessungsgenauigkeit und/oder Oberflächenbearbeitung. Mit einem Werkzeug, wie einem Schleifriemen,

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der eine relativ große Breite hat, hängt das Ausmaß der Bearbeitung vom Berührungswinkel zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ab, und eine genaue Bearbeitung kann nicht erreicht werden für ein Modell, das eine dreiminensional gekrümmte Oberfläche aufweist, es sei denn, das Werkzeug berührt das Werkstück in Übereinstimmung mit der Form der gekrümmten Oberfläche. Eine solche Steuerung ist jedoch bei herkömmlichen Profilgebungsmaschinen nicht erreicht worden, überdies enthalten die herkömmlichen Profilgebungsmaschinen eine Steuerung, die über ein Paar senkrechter Koordinaten, wie die X-und die Y-Sichtung, wirkt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung verfügbar zu machen, die eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit selbst bei einem erhöhten Radius des Fühlers sicherstellt.

Weiterhin soll eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung verfügbar gemacht werden, die eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit für ein Werkzeug, wie einen Schleifriemen, der eine erhöhte Breite aufweist, sicherstellt.

Ferner soll eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung verfügbar gemacht werden, die eine-fQberflächenbearbeituhg eines Werkstücks wie eines großen Turbinenblattes mit einer eine dreidimensionale

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Krümmung aufweisenden Form ermöglicht.

Außerdem soll eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung geschaffen werden, die eine hohe Abmessungsgenauigkext aufrecht erhält und eine ausreichende Oberflächenbearbeitung bei einem Werkstück möglich macht, das hart ist und ein bestimmtes Federungsvermögen aufweist.

Ferner soll eine Steuervorrichtungzur Steuerung einer automatischen Profilgebung geschaffen werden, die eine Steuerung in Polarkoordinaten anstatt in orthogonalen Koordinaten vorsieht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst mit einer Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung, welche die Merkmale gemäß Anspruch 1 aufweist.

Der Erfindung entsprechend werden ein Modell und ein Werkstück synchron gedreht. Ein Fühler ist derart angeordnet, daß er eine Relativbewegung gegenüber dem Modell in einer zu dessen Rotationsachse senkrecht verlaufenden Richtung durchführen kann, so daß er mit dem Modell in Berührung gehalten werden kann. Der Betrag der Verschiebung des Fühlers aus seinem neutralen Punkt während der Berührung des Modells wird durch einen sog. Tastkopf festgestellt.

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Der Abstand R zwischen dem Modellrotationszentrum und dem Fühlerzentrum wird festgestellt. Der festgestellte Wert für B wird zusammen mit der Verschiebung zur Steuerung sowohl der Drehgeschwindigkeit des Modells als auch der Geschwindigkeit der relativen Bewegung des Fühlers zum Modell verwendet, so daß die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Berührungspunkt zwischen dem Fühler und dem Modell entlang der Kontur des Modells bewegt, gleich einem gegebenen Wert wird. Ein Werkstück und ein Werkzeug zu dessen Bearbeitung sind im gleichen Positionsverhältnis angeordnet, wie es zwischen dem Modell und dem Fühler besteht. Sie sind so angetrieben, daß sie sich relativ zueinander in einer Weise bewegen, die derjenigen der Relativbewegung zwischen dem Modell und dem Fühler gleich ist. Da die Geschwindigkeit, mit v/elcher sich der Berührungspunkt zwischen dem Modell und dem Fühler bewegt,so gesteuert wird, daß sie einen gegebenen Wert annimmt, wird eine gleichförmige Bearbeitung sowohl für eine konvexe als auch eine konkave Modelloberfläche erreicht, so daß eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erzielt wird« Der Berührungsabschnitt des Fühlers, der mit dem Modell in Berührung gehalten werden kann, ist ε ο konstruiert, daß er eine Winkelbewegung ausführen kann, so daß er automatisch der gekrümmten Oberfläche des Modells folgt. Auf diese Weise wird eine Neigung des Berührungsabschnittes des Fühlers bezüglich des Modells festgestellt, und das Werkzeug in

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entsprechenderweise in eine Schrägposition gebracht. Dies erlaubt die Verwendung eines breiten Werkzeugs, wie eines Schleifriemens,' bei der Bearbeitung einer verdrehten, dreidimensbnal gekrümmten Oberfläche, und zwar ohne Erhöhung der Bearbeitungszeit. Die maschinelle Bearbeitung wird in drei Dimensionen durchgeführt, und dementsprechend werden sowohl der Fühler als auch das Modell relativ zueinander längs der Rotationsachse des Modells bewegt, und das Werkzeug und das Werkstück werden gleichermaßen relativ zueinander in entsprechender Weise längs der Rotationsachse des Werkstücks bewegt. Die letztere Bewegung ist außerdem mit der axialen Relativbewegung zwischen Modell und Fühler synchronisiert. Die axiale Relativbewegung wird verlangsamt, wo das Modell einen vergrößerten Durchmesser hat, wohingegen sie beschleunigt wird, wo das Modell einen verringerten Durchmesser hat, so daß in verschiedenen Bereichen eine gleichmäßige Verweilzeitdauer erreicht wird.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verhältnisses zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des Berührungspunktes und der Geschwindigkeit des Fühlers;

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Fig. 2 die Beziehung zwischen einem Schleifriemen und einem Werkstück bei einer herkömmlichen Profilgebungsmaschine;

Fig· 3 die Beziehung zwischen dem Schleifriemen und dem Werkstück bei einer erfindungsgemäßen Riemenschleifmaschine;

Fig. 1+ ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Ableitung einer Gleichung, welche die Geschwindigkeit in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung angibt;

Fig. 5 die maximale Berührung zwischen dem Fühler und dem Modell bzw. dem Schleifriemen und dem Werkstück;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen automatischen Profilschleifmaschine;

Fig. 7 ©in Blockdiagramm einer Anordnung, mit welcher sich die verschiedenen Steuersignale in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Profilgebung erhalten lassen;

Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Differenzierschaltung;

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Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Neigungswinkeldetektors in der . mit dem Berührungsabschnitt des Fühlers kombiniert ist;

KLg. 10 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 9;

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Weise zur Feststellung eines Neigungswinkels;

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Steuersystems für einen Z-Achsenvorschub;

Fig. 13A, B und C Diagramme zur Erläuterung eines Vorschubzyklus des Tastkopfes bzw. des Schleifriemens;

Fig. 1if ein Blockdiagramm einer vereinfachten Anordnung zum Erhalt verschiedener Steuersignale in der erfindungsgeniaßen Steuervorrichtung zur Steuerung einer automatischen Pi-O filge bung;

Fig. 1.5 einen Längsschnitt eines anderen Beispiels für den Berührungsabschnitt des Fühlers; und

Fig. 16 eine mit einer Seitenansicht kombinierte Schnittansicht, wobei die rechte Hälfte im Schnitt dargestellt ist.

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Vor einer detailierten Betrachtung der Erfindung werden Probleme diskutiert, die bei der Steuerung einer herkömmlichen Profilschleif- oder Profilfräsmaschine auftreten. Bei einem herkömmlichen Profilgebungs-Steuerungssystem ist die Gleichung für die Festsetzung einer Profilgebungssteuergeschwindigkeit dadurch abgeleitet worden, daß man die Bewegung des Fühlerzentrums beobachtet hat. Als Folge davon ist die Tangentialgeschwindigkeit am Berührungspunkt zwischen dem Fühler und dem Modell nicht konstant gewesen, wobei die Profilgebung eines geradlinigen Teils eine Ausnahme bildet. Mit anderen Worten, die Geschwindigkeiten V und V längs der X-

X y

und der Y-Achse sind gemäß folgenden Gleichungen bestimmt worden:

V_x = V₀ sin θ. (1 )

V_y = V₀ cos ^ (2)

Somit ist der Radius des Fühlers r nicht in Betracht gezogen worden. In diesen Gleichungen stellt V₀ die Profil gebungsgeschwindigkeit im Zentrum des Fühlers dar und &■ den Winkel, den der Vektor V_Q mit der Y-Achse bildet.

Bei einem allgemeinen Profilgebungsvorgang ist""jedoch der Fühlerradius r gegenüber dem Krümmungsradius der Modellkon tür nicht vernachlässigbar. Genauer oetMchWfc/ühter ^; Bezugnahme auf Fig. 1: ein Modell 6 mit öem Krümmungsrad? ·

ORIGINAL INSPECTED

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P wird von einem Fühler 7 mit einem Radius r im Punkt A berührt. Die Art der Steuerung ist so, daß der Fühler dann, wenn er das Modell nicht berührt, in seiner neutralen Position gehalten wird, daß er jedoch um einen Betrag y in einer normal zur Modellkontur verlaufenden Richtung verschoben wird, bis er das Modell berührt, wobei die Verschiebung £ so gesteuert wird, daß sie gleich einem Bezugswert £_Q ist. Es wird angenommen, daß die Verschiebung £ des Fühlers oder der Bezugswert <£₀ gegenüber dem Fühlerradius r ausreichend klein ist, und der Winkel, der im Berührungspunkt A zwischen der Normalen der Modellkontur und der X-Achs gebildet wird, ist durch Q dargestellt. Es wird außerdem angenommen, daß der Fühler 7 sich so bewegt, daß er nach einer Zeitdauer At das Modell 6 im Punkt A¹ berührt, während sich das Zentrum O des

Fühlers nach O'_s bewegt und sich der Verschiebungswinkel von 0 nach Θ+ΔΘ ve rändert. Bezeichnet man die Distanz, welche der Berührungspunkt zurückgelegt hat, mit Ai¹, und die Distanz, welche das Zentrum des Fühlers durchlaufen hat, mitAE, gelten folgende Gleichungen:

Δ Z = (f + γ)Δ0 (3)

z\e' = f -A s- (if)

für ε_λ e_Q « r.

Subtrahiert man Gleichung (Zf) von Gleichung (3)» so ergibt sich:

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2B50897

Dividiert man beide' Seiten durch t, ergibt sich

ΔΖ' _r de-

At dt (6)

Stellt man die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Fühlerzentrum bewegt, mit V und die Bewegungsgeschwindigkeit des Berührungspunktes mit V dar, so ist

At

Nimmt man in Gleichung (6) den Grenzwert fürAt-X) so ergibt sich "

= r

Eliminiert man Δθ-aus den Gleichungen (3) und (if) und setzt man den Grenzwert für Δί-f 0_; so ergibt sich

V = (1 + £ ) V_A (8)

Wie man aus Gleichung (8) sieht, vergrößert sich die Differenz zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des Fühlerzentrums und der Bewegungsgeschv/indigkeit des Berührungs-

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punktes bei zunehmendem Fühlerradius r in einem Ausmaß, das vom Verhältnis von r zu α abhängt, und zwar oberhalb einer Stufe, bis zu welcher der Radius r gegenüber dem Krümmungsradius ^> des Modells vernachlässigbar ist. Wenn sich der Krümmungsradius <d in verschiedenen Bereichen des Modells ändert, bleibt die Geschwindigkeit V.des Berührungspunktes somit nicht konstant, was zu einer ungleichmäßigen ELnschneid- oder Abtragtiefe führt. Aus Gleichung (8) kann man folgendes sehen: Wenn sich beim Kopieren eines konkaven Modellbereichs ο an r annähert, erhöht sich V., was letztlich eine Abnormalität beim Profilgebungsvorgang bewirkt. Dies rührt daher, daß die Geschwindigkeit des Berührungspunktes nicht konstant bleibt, wenn man einen Profilgebungsvorgang mit gleichförmiger Geschwindigkeit im Fühlerζentrum erlaubt, wie aus den Gleichungen (1) und (2) verständlich ist. Man sieht nun, daß die gewünschte Steuerung dadurch erreicht werden kann, daß die Geschwindigkeit V. der Bewegung des Berührungspunktes mit dem Modell auf einen konstanten Wert gesteuert wird anstatt die Geschwindigkeit V des Fühlerzentrums auf einen konstanten Wert zu steuern. Wenn man zu diesem Zweck die gewünschte Geschwindigkeit durch V_Q darstellt und in Gleichung (7) V. = Vq substituiert, kann das Fühlerzentrum mit einer Geschwindigkeit V bewegt werden, die sich folgendermaßen ausdrücken läßt:

= V_n + r d8~ (9)

. ^ü TE"""

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Sieht man eine solche Steuerung vor, wird V unabhängig von <>, Während die Feststellung von ο relativ schwierig ist, ist es eine einfache Sache, ΔΘ festzustellen, wodurch ein Steuersignal auf eine einfache Weise abgeleitet werden kann.

Bei einer Riemenschleifmaschine erstreckt sich ein Schleifriemen 3 rund um ein Paar Räder, und zwar ein Kontaktrad if und ein Antriebsrad 5- Der Schleif riemen 3 wird in Berührung mit einem Werkstück 2 gebracht, um dieses zu bearbeiten, wenn er während seiner Drehung um das Räderpaar um das Kontaktrad if umläuft (Fig. 2). Falls ein solcher Riemenschleifvorgang durch Steuern der geradlinigen Bewegung der Schleifmaschine längs der beiden Achsen in gleicher Weise wie bei der herkömmlichen Profilschleifmaschine durchgeführt werden soll, muß eine Linie PM, die den Werkstückberührungspunkt P mit dem zwischen den beiden Rädern if und 5 liegenden Mittelpunkt M des Schleifriemens 3 verbindet, im Punkt P normal zum Werkstück gehalten werden, oder genauer, im Berührungspunkt zwischen dem Werkstück und dem Riemen. Dies macht es erforderlich, daß ein Mechanismus vorgesehen wird, der eine Drehung des Schleifriemens 3 um den Punkt M erlaubt, sowie ein Steuerungssystem zur Steuerung einer solchen Drehung und eine Einrichtung zur exakten Feststellung der Normalen-RL cntung, um eine zuverlässige Steuerung sicher zu stellen. Um den gesamten Umfang des Werkstücks zu schleifen, muß die gesamte Schleif-

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kopfanordnung einschließlich der Räder if, 5 und des RLemens 3 um das Werkstück 2 gedreht werden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, was eine sehr komplizierte mechanische und steuerungstechnische Anordnung erforderlich macht, die untragbar wäre.

Was Fig. 3 betrifft, wird die Schleifkopfanordnung erfindungsgemäß mit einer Geschwindigkeit V in der durch das Zentrum des Kontaktrades if verlaufenden X-Achsenrichtung bewegt, während das Werkstück 2 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω um einen Punkt P gedreht wird, der sich auf der X—Achse und im Inneren des Profils des Werkstücks befindet. Die Geschwindigkeit V und die Winkelgeschwindigkeit Q werden so gesteuert, daß sich der Berührungspunkt zwischen dem Kontaktrad 5 und der Kontur des Werkstücks 2 entlang der Kontur mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt.

Die Methode zur Ableitung einer Gleichung, die eine Geschwindigkeit entsprechend einer solchen Steuerung festlegt, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. if beschrieben. Bei dieser Fig. handelt es sich um einen Querschnitt, welcher die Berührung zwischen demModell 6 und dem Fühler 7 zeigt. Das Modell 6 wird im Uhrzeigersinn mit einer Winkelgeschwindigkeit ω um eine feststehende Achse O_M (Achse A) gedreht, die auf der X-Achse liegt und senkrecht zur Ebene der Schnittdarstellung verläuft.

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Der Fühler 7 hat die Form eines Zylinders vom Radius r, dessen Zentrum Og auf der X-Achse angeordnet ist und der zur Durchführung einer relativen Bewegung gegenüber dem Modell 6 längs der X-Achse mit der Geschwindigkeit V angetrieben wird. Dabei wird die Bewegung nach rechts (in der Darstellung der Fig. Zf) als positive Richtung angenommen. Es wird angenommen, daß der Fühler 7 das Modell 6 im Punkt A berührt. Der Winkel, der zwischen dem Radius und der positiven Richtung der X-Achse gebil-

S
debvrird, wird durch Θ dargestellt und im Gegenuhrzeigersinn gemessen. Der durch<x gekennzeichnete Winkel zwischen dem geraden Abschnitt OwA und der negativen Richtung der X-Achse wird im Uhrzeigersinn gemessen. Damit der Berührungspunkt A auf dem Modell 6 mit gleichförmiger Geschwindigkeit V_Q bewegt wird," ist es lediglich erforderlich, daß das Zentrum 0 des Fühlers 7 in der Tangentialrichtung mit der Geschwindigkeit V bewegt wird, die durch die Gleichung (9) gegeben ist. Da die Bewegung des Punktes Q-„ nur längs der X-Achse stattfinden kann, wird der Geschwindigkeitsvektor V(AT) in eine V -Komponente, die im Punkt A parallel zur X-Achse verläuft, und eine Komponente ν_ω zerlegt, die senkre cht zum geraden Abschnitt OwA verläuft. Man sieht, daß V " die Bewegungsgeschwindigkeit des Punktes Og darstellt, während ν_ω eine Komponente repräsentiert, die sich aus einer im Uhrzeigersinn verlaufenden Drehung des Modells 6 mit einer WinkeIgeschwindig-

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keit ω ergibt. Bezeichnet man den Abstand O O„ mit R¹, führen die in Fig· if gezeigten geometrischen Verhältnisse zu folgenden Beziehungen:

V =Hr AF _ AT sin (Q.
χ cos* ^s cos <5s

a V (sin Q. + cos Q- · tan A ) (10)

V. = AB" = ¹^* = ^{AT cos9} ₌ ,_r cos Θ- ^w cos* cos Λ ^ν cosdk (11)

^Vw ^V

~ Ö^Ä a ₍₁₂)

°_M ^{G 0}M⁰S - °S^G =

0_MA 0_MA

R - r cos SL

a " (13)

tanA =-2^

R - r cos

Setzt man die Gleichung (1/(.) in die Gleichung (10) ein, ergibt sich:

V = V (sin
χ

χ ^χ ^ R - r cos

R - r cos Θ-

V sin ö- (15)

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Setzt man die Gleichungen (11) und (13) in die Gleichung (12) ein, erhält man:

^{v cos} & ., ^a = , J _„ ,.· V cos Q. (16)

a K-r cos $. ή-? öös φ_

Um die Verschiebung C des Fühlers auf einem konstanten Wert Cq zu halten, wird eine Korrekturgeschwindigkeit C erzeugt, die immer von O<, nach Innen gerichtet ist und eine Größe hat, die durch folgende Gleichung dargestellt ist:

C = K (C - C₀) V (17)

Wie bei den Gleichungen (10) und (11) wird die X-Achsen-Komponente von C durch C₁ dargestellt und die senkrecht zu OwA verlaufende Komponente durch C~, die folgendermaßen dargestellt werden:

_n „ cos (Θ- +<*■)

^C1 = ° cos et— (18)

sin (SL

cos d. (19)

Kombiniert man die Gleichungen (12), (13) und (1if) miteinander, erhält man

C₁ = ^R . C (cos Θ-- ^r ) (20)

1 ü-r cos &. H

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R C sin Θ-

^w O R-r cos Θ- Ε (21)

Setzt man Gleichung (17) in Gleichung (20) ein und addiert dann die Gleichungen (20) und (15) miteinander, kann man die korrigierte Geschwindigkeit V längs der X-Achse darstellen wie folgt:

V=

-g- V £sin Q-+ K (C -E₀) (cos SL- g )} (22)

χ R-r cos

Durch Einsetzen der Gleichung (17) in die Gleichung (21) und Addition der Letzteren zur Gleichung (16) kann man die korrigierte Winkelgeschwindigkeit co folgendermaßen ausdrücken:

= R-r cos

■g- · J [cos a - K (£ - E₀) sin ö} (23)

Setzt man die Gleichung (9) in die Gleichungen (22) und (23) ein, ergibt sich:

K (£-£₀)(cos

V₀

3Έ J cos ö - K (£ -£_n) sin fl <f s öl <- ^u J

R-r cos

Durch normales Feststellen der variablen R, sin θ, cos Θ, d©/dt und £ und Verwendung der konstanten t,£q, Vq und K, .werden Berechnungen gemäß den Gleichungen (24) und (25)

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zur Ableitung von V und ω durchgeführt, um die Ge-.schwindigkeit des Fühlers entsprechend dem Wert von V und die Drehgeschwindigkeit des Modells entsprechend dem Wert von ω zu steuern, so daß eine Profilgebung längs der Kontur des Modells mit gleichförmiger Umfangsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

Wenn eine dreidimensional gekrümmte Oberfläche eines Werkstücks wie eines Turbinenblattes mit einem breiten Werkzeug wie einem S_chle_;ifriemen bearbeitet wird, muß eine derartige Steuerung aufrecht erhalten werden, daß die gesamte wirksame Oberfläche des Werkzeugs mit der zu bearbeitenden Oberfläche im Eingriff ist. Wenn lediglich ein Teil der wirksamen Werkzeugoberfläche, bei welchem es sich in den meisten Fällen um den Randteil handelt, mit dem Werkstück in Eingriff steht, ergibt sich eine nicht gleichmäßige Bearbeitung. Um dies zu vermeiden, ist der zylinderförmige Berührungsabschnitt 7a des Fühlers 7 so beschaffen, daß er eine Winkelbewegung um den Punkt Og in einer die X-Achse (in Fig. 6 dargestellt) einschließenden Ebene und die Drehachse A^ des Modells 6 auszuführen vermag, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Der Berührungsabschnitt 7a des Fühlers hat seine maximale Berührung mit der Oberfläche des Modells 6 am Berührungspunkt zwischen beiden, und es wird ein Neigungswinkel Q^ festgestellt, den der Berührungsabschnitt 7a dann gegenüber der Drehachse A₁

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des Modells einnimmt. Das Werkstück 2 und das Kontaktrad k werden in der gleichen relativen Beziehung zueinander angeordnet, wie sie zwischen dem Modell 6 und dem Berührungsabschnitt 7a besteht. Zu diesem Zweck wird außerdem ein Neigungswinkel 0 p, den das Kontaktrad (die gesamte Schleifkopfanordnung) gegenüber der Drehachse A- des Werkstücks 2 einnimmt, festgestellt, und die Neigung des Rades ^ wird in Nachführweise gesteuert, so daß Θρ =Θι ist. Die Drehachse des Berührungsabschnittes 7a oder der Schleifkopfanordnung 3, die sich winkelförmig rund um das entsprechende Zentrum Ogbzw. P₅ drehen, wird im folgenden als Achse B bezeichnet. Eine solche Steuerung bewirkt ein höchst wirkungsvolles Schleifen der Werkstückoberfläche durch die Oberfläche des Schleifriemens

Zur Bearbeitung eines Turbinenblattes, das im wesentlichen eine Längserstreckung aufweist, muß die relative Stellung entweder des Fühlers oder des Modells zunehmend in Längsrichtung verschoben werden, um zu ermöglichen, daß der Fühler die gesamte Modelloberfläche berührt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Fühler längs der Achse A oder in einer parallel zur Modelldrehachse verlaufenden Sichtung bewegt wird, und diese Bewegungsrichtung wird im folgenden als Z-Achse bezeichnet. Das Werkzeug wird gleichermaßen in Sichtung der Z-Achse relativ zum Werkstück bewegt.

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Unter Bezugnahme auf Fig. β wird nun eine Riemenschleifmaschine beschrieben, bei welcher die zuvor genannte Profilgebungs-Steuerungsvorrichtung angewendet wird. Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht einer Riemen-Schleif-Maschine mit einem Querträger 200, der an den oberen Enden.mehrerer Säulen 18 befestigt ist, die wiederum fest auf einem Fundament 10 befestigt sind. Ein Paar Drehtische 12, 13 werden von einer Halterung 11 gehalten, die auf dem Fundament 10 befestigt ist, und das Modell 10 wird auf dem Drehtisch 12 gehalten. Das obere Ende des Modells 6 steht mit einem Zentrierschaft 11+ in Eingriff und wird von diesem gehalten. In gleicher Weise wird das Werkstück 2 auf dem Drehtisch 13 gehalten und sein oberes Ende steht im Eingriff mit einem anderen Zentrierschaft 15 und wird von diesem gehalten. Beide Zentrierschäfte 1Af, 15 sind am Querträger 200 befestigt. Die (als Α-Wellen bezeichneten) Drehwellen für die Drehtische 12, 13 erstrecken sich nach unten und tragen je

im
-an ihrem/Fundament 10 befindlichen Ende ein Kegelrad.

Ein A-Wellen-Servomotor 16 ist an der Seitenwand des Fundamentes 10 angebracht. Seine Drehwelle erstreckt sich horizontal in das Fundament, und ein Ende dieser Drehwelle trägt ein Kegelrad, das mit den Kegelrädern kämmt, die auf den den Drehtischen 12, 13 zugeordneten Drehwellen befestigt sind, wodurch diese Drehtische synchron zueinander gedreht werden. Die synchrone Drehung kann auch

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durch elektrische Einrichtungen bewerkstelligt werden. Dem Motor 16 ist ein Tachometer 17 zugeordnet.

Ein Z-Achsenschlitten 19 ist mit Hilfe einer Kugel- und Schraubenverbindung an den Säulen 18 befestigt und wird vertikal (längs der Z-Achse) mit Hilfe eines Z-Achsen-Servomotors 20 bewegt, der am Querträger 200 befestigt ist. Dem Motor 20 ist ebenfalls ein Tachometer 21 zugeordnet. Ein X-Achsen-Schlitten 22 wird am Z-Achsen-Schlitten 19 mit Hilfe einer Kugel- und Schraubenverbindung so gehalten, daß er in horizontaler Richtung (längs der X-Achse) bewegbar ist. Diese Bewegung wird durch einen X-Achsen-Servomotor 23 ermöglicht, der auf dem Z-Achsen-Schlitten 19 angeordnet ist. Dem Motor 23 ist ebenfalls ein Tachometer 2^f zugeordnet.

Ein Tastkopf 26 ist am X-Achsen-Schlitten 22 befestigt und umfasst den Fühler 7j mit welchem eine Berührung mit dem Modell 6 hergestellt wird. Der Berührungsabschnitt des Fühlers kann in Übereinstimmung mit der Oberfläche des Modells 6, welche er berührt, geneigt werden, und der Neigungswinkel wird durch einen Neigungswinkeldetektor 25 festgestellt. Der Tastkopf 26 stellt auch eine Verschiebung ε des Fühlers 7 in der X-Y-Ebene fest (in der horizontalen Ebene, wenn man Fig. 6 betrachtet). Der Schleifriemen 3 ist so angeordnet, daß er in einer Bewegung nachgeführt werden kann, die im Verhältnis zur

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Bewegung des Fühlers 7 steht. Genau gesagt ist ein Schwenkkörper 201 drehbar am X-Achsen-Schlitten 22 befestigt. Er umfasst einen Vorsprung in Form eines Armes 202, der gelenkartig mit einem weiteren Arm 203 verbunden ist. Eine Drehung des Motors 89 wird in einer Translationsvorrichtung 205 in eine Translationsbewegung umgesetzt, und der Arm 203 ist an der die Translationsbewegung erzeugenden Ausgangswelle befestigt. Als Folge davon führt der Schwenkkörper 201 Winkelbewegungen aus, wenn sich der Motor 89 dreht. Ein Ende der Kopfanordnung 206 ist am Schwenkkörper 206 befestigt, und die Räder i+_s 5 sind drehbar an den entgegengesetzten Enden der Kopfanordnung 206 befestigt, wobei der Schleif riemen 3 rund um das Radpaar Zf, läuft. Ein von der Anordnung 206 getragener Motor 207 treibt das Rad zur Drehung an. Unter der Steuerung des Motors 89 wird das Rad /f unter dem selben Neigungswinkel gehalten, wie ihn der Berührungsabschnitt des Fühlers 7 einnimirft. Da der Riemen 3 und der Fühler 7 auf dem X-Achsen-Schlitten 22 angeordnet sind, folgt die Berührungszone zwischen Riemen 3 und Werkstück 2 der selben Bewegung, wie sie der Berührungsabschnitt des Fühlers relativ zum Modell 6 ausführt. Der Schwenkmechanismus für den Riemen 3 ist als B-Achsen-Schwenkmechanismus 27 bezeichnet. Eine automatische Steuerung wird dadurch erreicht, daß derMotor 89 zum Erhalt der Beziehung θ = Θ₂ entsprechend einem Differenzsignal zwischen einem ersten elektrischen Signal, das dem Neigungswinkel ©_

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des Siemens 3 entspricht, der festgestellt wird durch einen Differentialumformer 38, dessen beweglicher Kern gegen den Arm 202 des Schwenkkörpers 201 anstoßend gehalten wird, und einem zweiten elektrischen Signal von einem Differentialumformer, der im Neigungswinkeldetektor 25 vorgesehen ist, getrieben wird.

Der Drehtisch 12, auf welchem das Modell 6 gehalten wird, und der Drehtisch 13» auf welchem das Werkstück 2 gehalten wird, werden synchron in derselben Drehrichtung gedreht. Der Fühler 7 wird gegen das Modell 6 gedrückt und der Schleifriemen 3 wird in der selben Richtung entlang der X-Achse zur Herstellung einer linearen Berührung gegen das Werkstück 2 gedrängt.

Der B-Achsen-Schwenkmechanismus 27 wird automatisch durch das den Neigungswinkel θ« des Fühlers 7 angebende elektrische Signal und das den Winkel Q^ darstellende elektrische Signal vom Differenzumformer 28 gesteuert, so daß die Neigung, welche der Schleifriemen 3 gegenüber dem Werkstück 2 annimmt, auf demselben Wert gehalten wird wie die Neigung, welche der Fühler 7 gegenüber dem Modell 6 einnimmt. Um eine Steuerung derart vorzusehen, daß der Berührungspunkt' zwischen dem Fühler und dem Modell eine gleichförmige Geschwindigkeit erhaltest es, wie bereits erwähnt, erforderlich, den Abstand R zwischen dem Drehzentrum des Modells 6 und dem Zentrum des Fühlers 7 festzustellen. Zu diesem

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Zweck wird ein Differenzumformer 50 am Z-Achsen-Schlitten 19 angebracht, der einen verschiebbaren Kern aufweist, dessen freies Ende zum Anschlag gegen einen Vorsprung 211 auf dem X-Achsen-Schlitten 22 gebracht wird, und zwar in Richtung X-Achse. Wenn sich die Α-Wellen der Drehtische 12, 13 drehen, bewegen sich der Fühler 7 und der Schleifriemen 3 entsprechend der Konfiguration des Modells gemeinsam mit dem X-Achsen-Schlitten 22 in horizontaler Richtung, wodurch der Fühler 7 der Modelloberfläche folgt und der Schleifriemen 3 sich synchron mit dem Fühler 7 bewegt, um das Werkstück 2 zu schleifen, während er mit dem Z-Achsen-Schlitten 19 aufwärts oder abwärts bewegt wird.

Anhand der Fig. 7 wird eine Anordnung zum Erhalt der durch die Gleichungen (2if) und (25) gegebenen Steuersignale für die in Fig. 6 gezeigte Riemenschleifmaschine beschrieben. Ein Bezugsfrequenzoszillator 30 erzeugt ein sinus-Signal E sinoi t, das dem Tastkopf 26 zugeführt wird, und die Differenzumformer, die vorgesehen sind zur Feststellung der jeweiligen Verschiebung längs der X-Achse und längs der Y-Achse, die senkrecht sowohl zur X-Achse als auch dem A-We Ilen verläuft, erzeugen Signale tcos Θ sin tut und £sin Θ sin<o t in Abhängigkeit von den Verschiebungen längs der . X-bzw. der Y-Achse. Diese Signale werden mittels Verstärkern 31, 32 verstärkt. Das £cos θ sintcot darstellende Signal wjrd mit einem Phasenschieber 33 um 7Γ/2 verschoben, um £cos Θ coscj t zu erzeugen. Dieser Wert wird in einem

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Addierer 34 zu £sin Θ sinwt addiert, um dcos (cot - θ) zu erzeugen. Das Summenausgangssignal wird mit Hilfe eines Vollwellengleichrichters 35 gleichgerichtet, um ein gleichgerichtetes Ausgangssignal zu erzeugen, von dem eine dem Wert £q (Bezugsabweichung) entsprechende und einem Anschluß 36 zugeführte Gleichstromspannung in einer Schaltung 37 abgezogen wird, so daß ein Gleichstromsignal E- Eq erzeugt wird. Dieses Gleichstromsignal wird mit einem Faktor K multipliziert, und zwar in einer Schaltung 21 if, die zur Erzeugung des Wertes K (£.- £q) entweder ein Dämpfungsglied oder einen Verstärker enthält.

Das Signal £cos (cot - θ) vom Addierer 34 wird in einer Schaltung 38 in seiner Amplitude komprimiert und einer Synchrongleichrichtung unterzogen, so daß eine θ (Phasenwinkel) entsprechende Gleichstromspannung erzeugt wird.

Dieses Ausgangssignal wird durch einen Differentiator 39

kann vom CR-Typ geleitet, um d0/dt zu erzeugen. Das Differenzieren/ durch Vorrichtungen wie einen Abtast- und-Haltedifferenzierer erreicht werden. Beispielsweise zeigt Fig. 8, daß ein Ausgangssignal eines Impulsoszillators 40 einem Flipflop zugeführt wird, dessen Ausgangssignal durch ein Paar Wellenform-Former 42, 43 in ein Paar Gatterimpulse geformt wird; die eine halbe Periode gegeneinander versetzt sind. Diese Gatterimpulse werden zur Abtastung des Gleichstromausgängssignals θ von der Schaltung 38 verwendet und die abgetasteten Werte werden in einem Paar.Abtast-und-Halte-Schaltungen 44,

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45 gehalten. Eines der Ausgangssignale von diesen Schaltungen wird mit Hilfe eines Verstärkers 46 in seiner Phase umgekehrt und dann zum anderen Ausgangssignal in einer Schaltung 47 addiert, und die sich ergebende Summe wird durch eine Abtast- und-Halte-Schaltung 48 festgestellt. So wird dö/dt erzeugt.

Es wird nun wieder Fig. 7 betrachtet. Das Signal Esincu t vom Oszillator 30 wird einem Differenzumformer 50 zugeführt, der den Abstand R zwischen dem Drehzentrum O^ des Modells 6 und dem Zentrum O₀ des Fühlers (Fig. 4) feststellt, und somit wird Rsincjt erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird durch einen Verstärker 51 geschickt und von dort auf einen Addierer 52 und einen Gleichrichter 53 gegeben. Andererseits wird das Ausgangssignal vom Oszillator 30 durch einen variablen Widerstand 54 geschickt, um ein Signal rsincjt zu erzeugen, das sich entsprechend dem, Radius r des Fühlers änder-t. Dieses Ausgangssignal wird in einer Schaltung 216 mit einem Faktor k-i multipliziert, bevor es auf einen Gleichrichter ^3 und eine Dividierschaltung % gegeben wird. Es wird hier angenommen, daß k- = 1 ist. Das Ausgangssignal r vom Gleichrichter 55 und das Signal £cos θ sin ω t vom Verstärker 31 v/erden in einer Schaltung miteinander multipliziert. Das multiplizierte Ausgangssignal £.rcos θ sinoJt wird einem Addierer ^Z zugeführt. Die Dividierschaltung 56 erzeugt ein Wechselstromsignal, das r/R entspricht und einer Schaltung 57 zugeführt

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wird, um von einem Wechselstromsignal vom Verstärker 31 abgezogen zu werden, das cos Θ entspricht, und somit wird ein Wechselstromsignal entsprechend tcos Θ - r/R erzeugt. Dieses Signal wird in einer Schaltung 59 mit dem Signal K (£ - £q) von der Schaltung 37 multipliziert. Der Faktor K (<£ -£q) wird auch für eine in Schaltung 58 durchgeführte Multiplikation mit dem Signal £sin θ sin^t vom Verstärker 32 verwendet.

Auf diese Weise werden vom Fühler 7 Signale <5cos θ sin<o t und £sin θ sincot abgeleitet, die sich mit einer Verschiebung £ aus der neutralen Position des Fühlers 7 in der X-Y-Ebene ändern. Da das Servosystem £ jedoch auch einem Wert hält, der dicht an die Bezugsabweichung £~ heran kommt, kann man diese Signale als Wechselspannungssignale betrachten» deren Amplituden durch cos θ bzw. sin Θ dargestellt sind. Auf diese Weise ist das Ausgangssignal der Multiplizierer 58, 59 ^ei*i Wechselspannungssignal entsprechend K (6-£o^^{sin Θ bzw}· ^K (β- S₀)(COs θ - r/R). Diese Signale werden auf Addierer 60, 61 gegeben, wo sie zu Wechselstrom-Signalen entsprechend cos θ bzw. sin Θ, die von den Verstärkern 31, 32 geliefert werden, addiert werden.

Das Ausgangssignal d0/dt von der Schaltung 39 wird in einer Schaltung 215 mit einem Faktor k multipliziert und dann

einem Multiplizierer 62 zugeführt, um mit dem Signal

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vom variablen Widerstand 54 multipliziert zu werden. Nimmt man an, daß k₂ = 1 ist, wird ein Signal V₀ sincjt, das die gleichförmige Geschwindigkeit V_Q des sich längs des Modells 6 bewegenden Fühlers im Berührungspunkt anzeigt, von einem variablen Widerstand 63 abgelei- · tet und zusammen mit dem Ausgangssignal von der Schaltung 62 einer Schaltung Gk zugeführt, wodurch ein Wechselstromsignal entsprechend V = V_Q + r ^. erzeugt wird. Dieses Signal wird mit Hilfe einer Schaltung 65 gleichgerichtet, bevor es einer Dividierschaltung 66 zugeführt wird, auf welche außerdem über einen Gleichrichter 67 ein gleichgerichtetes Wechselstromsignal entsprechend R - rcos θ von der Schaltung 32. gegeben wird. Somit erzeugt die Schaltung 66 eine Gleichspannung entsprechend V/(R + rcos Θ), die den Multiplizierer 68, 69 zugeführt wird, um mit den Ausgangssignaleη der Addierer 60 bzw. 61 multipliziert zu werden. Das Ausgangssignal der Schaltung 68 wird mit einer Schaltung 217 synchron gleichgerichtet, um das Steuersignal ω zu erzeugen, wie es durch Gleichung (25) gegeben ist. Das Ausgangssignal der Schaltung 69 und das Ausgangssignal R der Schaltung 53 werden in einer Schaltung 70 miteinander multipliziert, deren Ausgangssignal mit einer Schaltung 218 synchron gleichgerichtet wird, um das andere Steuersignal V zu erzeugen, wie es durch die Gleichung (2^) gegeben ist.

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Diese Steuersignale ω und V werden über Addierer 71 bzw. 72 und über Servoverstärker 73 bzw. 7 h gegeben und auf
den A-Wellen-Servomotor 16 (Fig. 6) bzw. den X-Achsen-•Servomotor 23 (Fig. 6) geführt. Diese Motoren 16, 23
drehen die Drehtische 12, 13, wodurch der Fühler 7 und der Schleifriemen 3 längs der X-Achse bewegt werden. Die Ausgangssignale der Tachometer 17, 2-k werden negativ auf die Addierer 71 bzw. 72 rückgekoppelt. Auf diese Weise werden die Fühlerbewegung längs der X-Achse und die Drehbewegung des Modells 6 so gesteuert, daß sich der Fühler 7 in seinem Berührungspunkt mit dem Modell 6 mit gleichförmiger Bewegungsgeschwindigkeit um das Modell 6 herumbewegt. Der Schleifriemen 3 und das Werkstück 2 bewegen sich in entsprechender Weise zueinander, und so findet die Profilgebung des Werkstücks statt.

Gemäß vorstehender Erläuterung ist es erwünscht, daß das Werkstück 2 durch die gesamte Breite des Schleifriemens 3 geschliffen wird. Zu diesem Zweck wird die Querneigung des Schleifriemens entsprechend der Neigung der Modelloberfläche gesteuert. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dies folgendermaßen erreicht: Wenn zwischen Modell 6 und Fühler 7 ein Eingriff besteht, wird der Neigungswinkel des Berührungsabschnittes 7a (Fig. 5) des Fühlers 7 durch den · Neigungswinkeldetektor 25 (Fig. 6) festgestellt, und der Schleifriemen 3 wird durch den B-Wellen-Servomotor 89

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so gesteuert, daß er dem festgestellten Winkel folgt. Der Neigungswinkeldetektor 25 kann beispielsweise in der in den Fig. 9 und VO erläuterten Weise aufgebaut sein. In demjenigen Bereich des Tastkopfes 26, in welchem der Fühler angeordnet ist, ist ein Arm 75 vorgesehen, der sich entlang der X-Achse erstreckt. Der Zentralteil des Berührungsabschnittes 7a des Fühlers 7 ist schwenkbar am freien Ende des Arms 75 befestigt und um einen Stift 76 drehbar. Der Berührungsabschnitt 7a hat die Form eines Halbzylinders und ist am Arm 75 so befestigt, daß er um den Stift 76 drehbar ist, der sich entlang eines Durchmessers des Arms in einer zur Y-Achse parallelen Richtung erstreckt.

Der Neigungswinkel Q₁ des Berührungsabschnittes 7a wird als Verschiebung auf einen Kern 79 eines im Inneren des Arms 75 angeordneten Differenzumformers 78 übertragen, und zwar über einen Kernverbindungsstab 77j der gelenkig mit dem unteren Ende des Berührungsabschnittes 7a verbunden ist. Ein Stift 80 wird durch eine im Arm 75 angeordnete Feder 81 elastisch gegen die rückliegende Oberfläche des Berührungsabschnittes 7a oder die der mit dem Modell 6 in Eingriff bring baren Oberfläche entgegengesetzte Oberfläche" gedrückt, und zwar im oberen Bereich des Berührungsabschnittes 7a. Ein Stift 82 wird elastisch von einer im Arm 75 angeordneten Feder 83 so vorgespannt, daß er gegen den Kernver-

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bindungsstab 77 drückt, und zwar auf der dem Berührungsabschnitt 7a benachbarten Seite. Dadurch ist der Berührungsabschnitt 7a des Fühlers normalerweise auf seine Ursprungsstellung vorgespannt, so daß die Achse des Berührungsabschnitts 7a immer dann parallel zur Α-Welle (der Modelldrehachse) gehalten wird, wenn es vom Modell weg bewegt ist.

Bei der herkömmlichen Anordnung zur Feststellung des Neigungswinkels sind zwei Differenzumformer 8^-, 85 so befestigt, daß sie in einer zur Z-Achse parallelen Sichtung einen Abstand zueinander aufweisen. Dadurch wird ein Differenzspannungsausgangssignal erzeugt, wie es in Fig. 11 dargestellt ist. Mit dieser Anordnung kann eine genaue Feststellung des Neigungswinkels nicht erreicht werden, wenn eine Änderung der Oberflächenkrümmung des Modells 6 in demjenigen Bereich auftritt, der zwischen einem Paar Berührungspunkten P₁, P_ zwischen den Umformern Sk> 85 und dem Modell 6 liegt. Der in den Fig. 9 und 10 dargestellte Neigungswinkeldetektor 25 macht jedoch eine kontinuierliche und weiche Feststellung eines Signals verfügbar, das sich mit der Oberflächenkrümmung des Modells 6 ändert.

Wie im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben worden ist, erstreckt sich der Schleifriemen 3 um das Kontaktrad if, das näher beim Werkstück 2 angeordnet ist, und um das Had 5»

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das vom Werkstück in einer zur X-Achse parallelen Richtung einen Abstand aufweist. Der B-Wellen-Schwenkmechanismus 27 ist so konstruiert, daß der Schleif riemen 3 in eine Stellung zum Schleifen des Werkstücks 2 gebracht wird, oder genauer gesagt, längs eines bogenförmigen Weges in der X-A-Ebene um das Zentrum des Kontaktrades k drehbar ist. Der Neigungswinkel 0-, den der Schleif riemen 3 gegenüber der A-We He einnimmt, wird als elektrisches Signal vom Rückkopplungsdifferenzumformer S festgestellt, der jedoch durch einen anderen Wandler ersetzt werden kann. Es ist ein Servovorgang vorgesehen, ui Θ. - θρ = 0 aufrecht zu erhalten. Wie Fig. 7 zeigt, wird das Signal Θ sin cot, das durch den im Neigungswinkeide tekt or 25 angeordneten Differenzumformer 78 festgestellt worden ist, über einen Verstärker Ql± auf einen Addierer 85 gegeben, dem außerdem über einen Verstärker 86 das vom Differenzumformer 28 festgestellte Signal -Θ» sin α; t zugeführt wird, und somit wird ein Ausgangssignal (θ. - Qp)-sin6Jt erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird von einem Gleichrichter 220 gleichgerichtet und dann über einen Addierer 87 und einen Verstärker 88 geführt, um einen Servomotor 89 anzutreiben, der den B-Wellen-Schwenkmechanismus 27 steuert. Somit wird die Schleif kopf anordnung 206 gedreht. Das Ausgangssignal des vom Motor 89 getriebenen Tachometers 90 wird negativ auf den Addierer 87 zurückgekoppelt. Auf diese Weise wird der Neigungswinkel 0~ des Riemens 3 in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel Q^ des Berührungsabschnittes

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7a gehalten. Wenn eine komplizierte Neigung oder eine Änderung in der Krümmung in der Form des Modells 6 enthalten ist, wird der Schleifriemen 3 genauso wie bei der Bearbeitung einer ebenen Oberfläche über die gesamte Breite in Berührung mit dem Werkstück 2 gehalten. Dadurch wird ein Aufliegen unter einem Winkel vermieden und ermöglicht, daß ein SchleifVorgang mit hoher Genauigkeit und innerhalb einer kurzen Zeitdauer ausgeführt wird.

Im Lauf der maschinellen Bearbeitung werden der Fühler 7 und der Schleifriemen 3 in Richtung der Z-Achse vorgeschoben. Wenn ein Werkstück wie ein Turbinenblatt, dessen Fußteil und dessen Spitzenteil wesentlich verschiedene Abmessungen haben, kontinuierlich zur Profilgebung bearbeitet wird, führt eine gleichförmige Vorschubgeschwindigkeit längs der Z-Achse zu unterschiedlichen Steigungen zwischen dem Fußteil und dem spitzen Teil. Im Bereich des dickeren Fuß teils dauert es länger, bis der Fühler eine Umkreisung um den Umfang des Modells durchgeführt hat, so daß die Steigung zunimmt, während die Zeit für eine solche Umkreisung im Bereich des spitzen Endteils verringert wird, was die Steigung reduziert. Um eine möglichst gleichförmige Steigung zu erzielen, ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Vorrichtung vorgesehen, in welcher die für eine Umdrehung des Modells erforderliche Zeit bestimmt und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das zur Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit längs der Z-Achse während der nächsten Um-

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- 3d -

~³⁶~ 2S50897

drehung verwendet wird.

. 12 zeigt eine Steuerschaltung zur Erzeugung einer gleichförmigen Vorschubsteigung längs der Z-Achse, die einen Impulsgenerator 100 umfaßt, der für jede Umdrehung des Modells 6 einen Instruktionsimpuls von einem Anschluß 101 erhält. Der Instruktionsimpuls aktiviert den Steuerimpulsgenerator 100 derart, daß dieser einen Steuerimpuls erzeugt. Ein Zählimpulsgenerator 102, ein Zähler 103 und ein Speicher 1Ok arbeiten in Abhängigkeit vom Steuerimpuls, und die Ausgangsimpulse vom Zählimpulsgenerator 102 werden mit dem Zähler 103 gezählt. Wenn nach einer vollständigen Umdrehung des Modells 6 der nächste Steuerimpuls auf den Zählimpulsgenerator 102 gegeben wird, wird die Zuljeferung der Zählimpulse unterbrochen, wodurch der Impulszählvorgang beendet ist. Der gegenwärtige Zählstand wird unmittelbar zum Speicher 101+ übertragen, der diesen Zählstand speichert, bis ihm ein neuer Zählstand zugeführt wird. Wenn der Zählstand im Speicher 10if gespeichert ist, wird der Zähler 103 zurückgesetzt und der Zählimpulsgenerator 102 nimmt seine Funktion wieder auf und liefert die zu zählenden Zählimpulse zum Zähler 103. Die Beendigung des Zählvorgangs, die Speicherung, das Rücksetzen des Zählers und der Wiederbeginn des Zählvorgangs finden innerhalb einer sehr kurzen Zeitdauer stat^ und so wird der Zählstand geliefert, der im Zähler 103 für jede Umdrehung des Modells im Speicher 101+ akkumuliert wird.

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Das Ausgangssignal des Speichers lOif wird durch einen D-A-Wandler 105 mit Reziprok-Charakteristik in ein Analogsignal umgewandelt. Dieses Signal wird über einen Addierer 106 und einen Servoverstärker 107 auf den Servomotor 20 gegeben und so die Geschwindigkeit des Z-Achsen-Servomotors 20 bestimmt. Die Drehgeschwindigkeit des Motors 20 wird durch den Tachometer 21 festgestellt, dessen Ausgangssignal auf den Addierer 106 zurückgekoppelt ist.

Es wird nun ein Schleifvorgang beschrieben. Ein Teil wie ein Turbinenblatt kann nicht erfolgreich in einem einzigen Vorgang maschinell bearbeitet werden,und zwar aufgrund der erhöhten Wanddicke und der erhöhten erforderlichen Materialabtragung und der hohen Härte des verwendeten Materials, wie korrosionsfester Stahl. Wenn man versucht, die maschinelle Bearbeitung in einem einzigen Durchgang fertigzustellen, ergibt sich ein Schlupf oder eine Beschädigung des Schleifriemens oder ein Anfressen des Werkstücks, was den SchleifVorgang untauglich macht. Demzufolge ist eine hin- und hergehende Bearbeitung über mehrere Zyklen erforderlich. Bei dervorliegenden Ausführungsform können ein erstes, ein zweites und ein drittes- Bearbeitungsschema selektiv angewendet werden. Es wird Bezug genommen auf die Fig. 6 und 13· Die Tastkopfhalterungsanordnung und der Schleifriemen 3 bleiben in einem Ursprung 112 in Ruhestellung

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und zwar als Ergebnis der Funktionsweise eines -X-Anhalteendschalters 110 und eines -Z-Anhalteendschalters 111. Wenn ein Auswahlschalter auf einer Bedienungstafel auf das erste Bearbeitungsschema eingestellt und ein Profilgebungsstartknopf gedruckt wird, treibt der X-Achsen-Servomotor 23 den X-Achsen-Schlitten ZZ rasch in der +X-Richtuhg an, und gleichzeitig wird der Schleifriemen 3 durch den Motor 207 zum Laufen gebracht, wie es Fig. 13 A zeigt· Wenn der Schlitten eine gegebene Position in der +X-Richtung erreicht, wird ein +X-Verzögerungsendschalter 113 gedruckt und somit eine Verzögerung der Bewegung bewirkt. Gleichzeitig wird dem Ende des Schleifriemens 3 ein Schneid- oder Bohröl zugeführt. Dann bewegt sich der Fühler 7 des Neigungswinkeldetektor 25," der am freien Ende des Tastkopfes 26 befestigt ist, bis er das Modell 6 berührt, und gleichzeitig bewegt sich auch das Ende des Schleifriemens 3, bis es mit dem Werkstück in Berührung steht. Die Profilgebung wird ständig fortgesetzt, solange sich der Fühler 7 vom Fußteil des Modells nach oben bewegt, während eine konstante Verschiebung gegenüber dem Modell 6 aufrecht erhalten wird, und der Schleifriemen 3 folgt der Bewegung des Fühlers 7. Wenn sich der Fühler 7 in dieser Weise aufwärts bis zu einer gegebenen Position bewegt, wird der +Z-Anhalteendschalter 11 if betätigt, wodurch ein rasches Zurückziehen in der -X-RLchtung ausgelöst wird, was den Profilschleifvorgang beendet. Wenn der Fühler bis zu einer Stelle zurück gezogen

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ist, an welcher er einen +X-Verzögerungsendschalter II3 betätigt, wird eine rasche Abwärtsbewegung in -Z-Richtung ausgelöst. Wenn ein -Z-Verzögerungsendschalter 115 betätigt wird, wird die rasche Abwärtsbewegung in -Z-RLchtung verzögert, und anschließend kehrt der Fühler zu seinem Ausgangspunkt zurück, in welchem er zum Stehen kommt. Demzufolge hat die gesamte Anordnung wieder den ursprünglichen Zustand eingenommen, bevor der SchleifVorgang beginnt.

Wenn der Auswahlschalter auf der Steuertafel auf das zweite Bearbeitungsschema eingestellt und der Profilgebungsstartknopf gedrückt wird, bewegt sich der X-Achsen-Schlitten 22 in der gleichen Weise, wie sie zuvor in Verbindung mit dem ersten Bearbeitungsschema bis zum Anschlag gegen den +Z-Anhalteendschalter 11k erläutert worden ist, worauf er sich während der Durchführung eines Profilgebungsvorgangs abwärts bewegt. Nachdem der -Z-Anhalteendschalter 111 betätigt ist, wird der Pro füge bungs Vorgang unterbrochen und ein rasches Zurückziehen in -X-RLchtung ausgelöst und fortgesetzt, bis der Schlitten im Ursprung 112 zur Ruhe kommt. Die ganze Anordnung hat nun wieder den ursprünglichen Zustand erreich, bevor sie den SchleifVorgang beginnt. Wenn der Auswahlschalter auf der Steuertafel auf das dritte Bearbeitungsschema eingestellt und der Profilgebungsstartknopf gesrückt wird, beginnt der X-Achsen-Schlitten 22 • seinen Betriebsablauf in der gleichen V/eise wie im zweiten

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Bearbeitungsschema, wie es generell in Fig. 13C dargestellt ist. Der Profiigebungsvorgang wird jedoch fortgesetzt, selbst nachdem der -Z-Anhalteendschalter 111 betätigt ist, so daß der Fühler 7 das Modell 6 nachzeichnet und der Schleifriemen 3 sich aufwärts bewegt, während er das Werkstück 2 schleift. Wenn der +Z-Anhalteendschalter 11^ betätigt wird, bewegt sich der Fühler wieder abwärts und der beschriebene Vorgang kann so oft wiederholt werden, wie es erwünscht ist. Der ProfilgebungsVorgang wird unmittelbar unterbrochen, wenn ein Profilgebungsbeendigungsschalter auf der Steuertafel gedruckt wird, woraufhin der X-Achsen-Schlitten 22 rasch zurückgezogen wird, bis er den Ursprung 112 erreicht, wo er anhält. Das gesamte System nimmt wieder den Ursprungszustand ein, bevor der Schleifvorgang beginnt. Der Vorschubbetrag kann bei jeder Betriebsart dadurch eingestellt werden, daß mit Hilfe des Elektromotors 23 ein sehr geringer Vorschub auf den Tastkopf 26 ausgeübt wird. Der X-Achsen-Schlitten kann manuell vom Ursprung 112 zur Bearbeitungsstellung vorgeschoben werden. Da der Vorschubbetrag in Z-Achsen-Richtung während einer Umdrehung des Werkstücks 2 kleiner als die Breite des Schleifriemens 3 ist, wird das Werkstück mit Ausnahme seines oberen und seines unteren Endteils während eines Hubes in der Z-Achsen-Richtung mehreren Schleifbehandlungen unterzogen, und demzufolge wird der Materialabtrag am oberen und am unteren Endteil verringert. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird eine Zeitsteuerung verwendet, um die Bev/egung in Z-Achsen-Richtung

609821/0752 - μ -

am oberen und am unteren Endteil anzuhalten, so daß diese Teile während mehrerer Umdrehungen geschliffen werden können.

Es ist erforderlich, daß sowohl der Radius des Berührungsabschnittes 7a des Fühlers 7 als auch derjenige des schleifenden Teils des Schleifriemens 3 oder des Kontaktrades 4 kleiner gehalten wird als der minimale Krümmungsradius, der im konkavenTeil des Modells auftritt. Andererseits führt eine Verringerung des Radius des Kontaktrades 4 zu einer verringerten Schleifwirkung und einer beschleunigten Abnutzung des Schleifriemens 3· Im Hinblick auf diese Betrachtungen ist es erwünscht, daß sich der Fühler 7 und das Kontaktrad 4 jedes Mal gegen solche mit geeignetem Radius austauschen lassen, wenn sich die Größe oder Form des Modells 6 ändert. Ein solcher Austausch führt zu einer Änderung des Fühlerradius r, der in den Gleichungen (24) und (25) erscheint, und dementsprechend wird der Wert von r mit HLfe des variablen Widerstandes (Fig. 7) durch Drehen eines entsprechenden Knopfes an der Steuertafel eingestellt. Eine solche Einstellung kann automatisch ausgeführt werden. Beispielsweise zeigt Fig. 10, daß eine Halterungsplatte 116 am vorderen Ende des Arms 73 mittels eines Lagers 76 drehbar befestigt ist, und der Berührungsabschnitt 7a des Fühlers ist abnehmbar an der Halterungsplatte 116 befestigt. Mehrere'

- 42 609821/0752

25S0897 '

Microschalter 117 sind auf der dem Fühler gegenüberliegenden Oberfläche der Halterungsplatte 116 angeordnet und können durch einen sich vom Fühler erstreckenden Vorsprung 118 betätigt werden. So wird automatisch- der Radius r des Abtastabschnittes 7a festgestellt, wenn der Fühler ausgetauscht wird.

Zuvor wurde ausgeführt, daß die Geschwindigkeit V in X-Achsenrichtung und die Winkelgeschwindigkeit ω um die Α-Welle bei der beschriebenen zweidimensxonalen Profi Ige bungssteuerung durch die Gleichungen (2if) und (25) gegeben sind. Wenn ein Teil wie ein Turbinenblatt geschliffen wird, kann ein bestimmter Oberflächenteil des Modells sehr dicht an dessen Drehzentrum liegen, was bedeutet, daß der Ausdruck (B- rcos Θ) einen sehr kleinen Wert annimmt. Auch kann das Drehzentrum außerhalb der Oberfläche des Modells Hegen, und in diesem Fall kann der Term (R- rcos 0) einen negativen Wert annehmen. In diesem Fall wird zeitweise ein Punkt erreicht, in welchem R - rcos 0=0 ist, was einen normalen Profilgebungsvorgang verhindert.

Um unter diesen Bedingungen einen normalen Profilgebungsvorgang zu ermöglichen, ist es erforderlich, die Grenzwerte

* im χ und ^im ^
R - rcos Q-* 0 R - rcos 0-·-0

609821/07 5 2

zu kennen oder den negativen Wert des Nenners. Offensichtlich macht es dies erforderlich, daß alle d©/dt enthaltenden Faktoren mit einer ausreichenden Genauigkeit festgestellt werden können, die man unter Verwendung von Analoglogikschaltungen nur schwer erreichen kann. Um den Profilgebungsvorgang unter solchen speziellen Bedingungen zu ermöglichen, können erfindungsgemäß die folgenden Gleichungen eingeführt werden:

^Vx" B-Is₁ r cos θ l^lV0 2 dt ^{; Θ}

- K(e -S₀) (cos θ - _±I )| (26)

(Vn+k^r^r )

j cos θ - K(£ -£₀) sin Θ| (27)

für O < k₁ < 1, O< k₂ < 1 , ^ < k_£

Somit wird r mit einem Einstellfaktor k^ oder k₂ multipliziert, die je kleiner als 1 sind. Diese Faktoren k- und kwerden durch die Schaltungen 216 und 215 (Fig. 7) erstellt. Die Schaltungen 216, 215 können entweder variable Dämpfungsglieder oder Verstärker mit variabler Verstärkung sein. Die Steuerung gemäß den Gleichungen (26) und (27) stellt einen stabilen Betrieb sicher unter den Bedingungen, bei welchen die Gleichheit k- = k₂ = 1 nicht vorkommt. Bei diesem Betrieb bewegt sich der Berührungspunkt mit einer Geschwindig-

- kk 6098 21/0752

- kk -

keit, die nicht vollständig konstant ist_;aber durch geeignete Einstellung der Faktoren k. , kp fast vollständig konstant gemacht werden kann.

Die Schaltungsanordnung kann dadurch wesentlich vereinfacht werden, daß k* = 0 gewählt wird. Fig. W+ zeigt ein Blockdiagramm einer solchen Anordnung. In dieser Fig. sind entsprechende Teile durch gleiche Bezugsziffern gekennzeichnet und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.

Das Modell 6 dreht sich, während es in Berührung mit dem Fühler 7 gehalten wird, und es ist klar, daß der Reibungseingriff zwischen dem Modell 6 und dem Fühler 7 möglichst klein gemacht wird, um die Verschiebung des Fühlers 7 genau festzustellen. Im Hinblick darauf kann der Berührungsabschnitt 7a des Fühlers in Rollberührung mit dem Modell 6 stehen. Beispielsweise zeigen die Fig. 15 und 16, daß ein Arm 230, der an der Fühlerhalterungsanordnung des Tastkopfes befestigt ist, an seinem unteren Ende mit einem anderen Arm 231 verbunden ist, der sich parallel zur X-Achse erstreckt und des.sen freies Ende eine Welle 232 trägt, die sich in einer zur Z-Achse parallelen Richtung erstreckt. Ein zylindrisches Berührungsstück 7a des Fühlers mit geschlossener Bodenfläche ist an der Welle 232 angeordnet, wobei seine Achse mit dieser Welle fluchtet, und eine Bodenplatte 233 trägt in ihrer Mitte ein Lager 23^f, welches

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eine Drehung des Berührungsabschnittes 7a um die Z-Achse erlaubt. Ein Paar am Lager 23¹+ befestigter Verbindungsstücke 235, 236 wird über ein Lager 237 auf der Welle 232 gehalten und ist somit um die Y-Achse drehbar. Das freie Ende des Kerns 79 des im Ende des Arms 231 enthaltenen Differenzumformers 78 drückt gegen einen Teil des Verbindungsstücks 235» während eine Ruckholfeder 238 zwischen einem Teil des Verbindungsstücks 236 und der Welle 232 angeordnet ist. Dies ermöglicht es dem Berührungsabschnitt 7a während dessen Drehung um die Welle 232, das sich drehende Modell 6 zu berühren, so daß eine genaue Verschiebung des Fühlers erzeugt wird. Am entgegengesetzten Ende des Arms 231 kann ein' Ausgleichsgewicht 239 befestigt sein.

Während in der vorstehenden Beschreibung der Fühler und das Werkzeug in X-Achsenrichtung bewegt worden sind, können das Modell und das Werkstück in X-Achsenrichtung bewegt werden. Dies kann man einfach dadurch erreichen, daß man die Polarität des Vorzeichens der X-Achsen-Signale in der zuvor erläuterten Steuerung umkehrt. Eine automatische Profilgebungssteuerung ist vorstehend hauptsächlich im Zusammenhang mit dem Schleifen eines Turbinenblattes mit Hilfe eines Schleifriemens beschrieben worden. Das Werkstück und das Werkzeug sind jedoch nicht auf diese Beispiele begrenzt. Natürlich ist die Erfindung ebenfalls auf die maschinelle Bearbeitung anderer Teile wie Propeller,

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'Schrauben oder dergleichen anwendbar, die eine kompliziert gekrümmte Oberfläche aufweisen, und sie ist auch auf andere Teile mit einfacher Oberflächenform anwendbar. Die Erfindung läßt sich außerdem gleichermaßen anwenden auf die Profilgebung mittels einer herkömmlichen Schleif- oder Fräsmaschine oder auf irgendwelche anderen maschinelLen Bearbeitungsvorgänge .

Aus dem Vorstehenden kann man entnehmen, daß mit dem automatischen Profilgebungssteuerungssystem gemäß der Erfindung der Berührungspunkt zwischen dem Fühler und dem Modell sich längs der tJmfangsoberfläche des Modells mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit bewegt, was eine sehr genaue maschinelle Bearbeitung ermöglicht und auch eine exakte und sehr schnelle maschinelle Bearbeitung ergibt, wenn das Werkzeug eine erhebliche Breite hat, während der Vorteil einer relativ einfachen Anordnung aufrecht erhalten wird.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

ZWIRNER · HIRSCH /. O O U ö 3 /

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radedcestraße 43 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237

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Patentansprüche

M. )Steuervorrichtung für eine automatische Profilgebungsvorfichtung gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Drehen eines Modells, eine Einrichtung zum Drehen eines Werkstücks synchron zur Drehung des Modells,

einen Fühler, der relativ zum Modell in einer zur Modellrotationsachse senkrecht verlaufenden Richtung "bewegbar ist und mit dem Modell in Berührung gehalten werden kann,

eine Einrichtung zur Feststellung einer Verschiebung des Fühlers aus seinem neutralen Punkt während der Berührung zwischen Fühler und Modell, eine Einrichtung zur Feststellung des Abstandes zwischen dem Fühlerzentrum und dem RotationsZentrum des Modells, eine Einrichtung zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Modells und der Geschwindigkeit der relativen Bewegung zwischen dem Modell und dem Fühler entsprechend den festgestellten Werten der Verschiebung und des Ab-

München: Kramer - Dr.Weser · Hirsch — Wiesbaden: Blumbach · Dr. Bergen · Zwirner

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- 4ft -

Standes derart, daß sich der Berührungspunkt zwischen dem Fühler und dem Modell längs der Kontur des Modells mit gegebener Geschwindigkeit bewegt, ein Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks, wobei das Werkzeug in dem gleichen Positionsverhältnis angeordnet ist, wie es zwischen Modell und Fühler besteht, und eine Einrichtung, die eine relative Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ähnlich derjenigen zwischen Fühler und Modell zu bewirken vermag.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei chnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mit welcher ein Berührungsabschnitt des Fühlers drehbar gegen das Modell gehalten wird derart, daß der Abschnitt in exakter Ausrichtung zur Modelloberfläche steht, und daß eine Einrichtung zur Feststellung einer Drehung des Berührungsabschnittes vorgesehen ist sowie eine Einrichtung zur Einstellung einer Neigung des Werkzeugs entsprechend der festgestellten Drehung.
3. Automatische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein Schleifriemen ist.
4-, Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit enthält:

Eine Vorrichtung, mit welcher aus einem Komponenten-Paar £cos θ und £ sin θ der Fühlerverschiebung in zwei orthogonalen Eichtungen in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Modells steht, und aus einem Abstand R zwischen dem Drehzentrum des Modells und dem Fühlerzentrum ein Drehgeschwindigkeitssteuersignal

^ω ⁼ (cos Θ - K (£-£₀) sin Θ)

ableitbar ist sowie

eine Vorrichtung zur Ableitung eines Steuersignals für die Geschwindigkeit der relativen Bewegung

^V* ⁼ ^Rf^{sin Θ + K} (^£- £_O ^{)(cos Θ} - f λ

wobei V = V₀ + r -τ-τ ist und V_Q eine gegebene Geschwindigkeit längs der Kontur des Modells, r der Fühlerradius, £q eine Bezugsverschiebung des Fühlers und K eine Konstante.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist zur Veränderung des Wertes von r mit Ausnahme des im Term r 41- erscheinenden Wertes zu

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einem Vert, der kleiner als der wirkliche Wert ist, und daß eine Multipliziereinrichtung vorgesehen ist zur Multiplikation des Terms ^r mit einem Faktor, der kleiner als 1 ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der Geschwindigkeit enthält:

Eine Vorrichtung, mit welcher aus einem Komponenten-Paar £ cos Θ und £sin Θ der Fühlerverschiebung in zwei orthogonalen Richtungen in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse des Modells steht, und aus einem Abstand R zwischen dem Drehzentrum des Modells und dem Fühlerzentrum ein Drehgeschwindigkeitssteuersignal

ω = -J-Tcos Θ - K (£ - £q) sin θ }

ableitbar ist sowie

eine Vorrichtung zur Ableitung eines Steuersignals für die Geschwindigkeit der relativen Bewegung

ν_χ = V isin Θ + Κ ( ε -£ ₀) cos ©},

wobei V = Vq + k_?r -rr- ist, Vq ein gegebener Wert längs der Kontur des Modells, r der Fühlerradius, £_Q eine Bezugsverschiebung des iühlers, und wobei K und kp

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Konstanten sind.
7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche Λ bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Bewegung des Modells und des Fühlers relativ zueinander in einer längs der Modelldrehachse verlaufenden Richtung und eine Einrichtung zur Bewegung des Werkstücks und des Werkzeugs relativ zueinander in einer längs der Werkstückdrehachse verlaufenden Richtung in ähnlicher Weise wie die axiale Relativbewegung zwischen dem Modell und dem Fühler.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7* gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Steuerung beider Geschwindigkeiten der axialen Relativbewegung umgekehrt proportional zu einer Rotationsperiode des Modells.

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