DE2641851C2

DE2641851C2 - Brennschneidmaschine

Info

Publication number: DE2641851C2
Application number: DE19762641851
Authority: DE
Inventors: Günter 6051 Ober Roden Schumann
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-09-17
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE2641851A1

Description

. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennschneidmaschine, insbesondere zum Schneiden von gekrümmten Werkstücken, wie beispielsweise U-, I-, L-, Z-Profile.
Beim Profilschneiden sind drei Kriterien zu beachten:

a) Das Schneidewerkzeug (Autogen oder Plasmabrenner, Laserstrahl etc.) muß entsprechend dem Profilverlauf geschwenkt werden, damit stets eine gleichbleibende Schneidposition (Schneidwerkzeug steht immer in einem konstanten Düsenanstellwinkel zum Werkstück) erhalten wird.

b) Die Geschwindigkeit des Schneidwerkzeuges gegenüber dem Werkstück — also die Schneidgeschwindigkeit — muß konstant bleiben.

c) Der Abstand des Schneidwerkzeuges von Werkstück (Düsenabstand) muß konstant gehalten werden.

Bei den bisher vorgeschlagenen und in der Praxis bekannt gewordenen Einrichtungen (z. B. DE-OS 02 383) wird beispielsweise die Kontur des Profils in eine horizontale Ebene einer Zeichnungsvorlage übertragen. Diese Zeichnungsvorlage wird mit an sich bekannten Dholoclektrischen Abtasisystcmen abgetastet, und die entstehenden Abtastsignalc einer Koordinatenführungsmaschine zum Bewegen und Schwenken des Schneidbrenners zugeführt. Abgesehen von dem recht komplizierten Aufbau derartiger Maschinen ist für jede Profikbmessung eine Zeichnungsvorlage zu erstellen. Darüber hinaus ist bei fast allen Profilarten die Zeichnungserstellung schwierig und kostenungünstig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennschneidmaschine der eingangs genannten Art zu

ίο schaffen, die einerseits die oben genannten Forderungen erfüllt andererseits aber eine Zeichnungserstellung entbehrlich macht

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die in den Patentansprüchen formulierte Ausbildung einer Brennschneid^ri maschine vorgesehen.

Durch die Erfindung wird es vorteilhaft möglich, jedes beliebig gekrümmte Werkstück zu bearbeiten, vorzugsweise zu schneiden. Für das Schneiden von Profilen ist die erfindungsgemäße Brennschneidmaschine besonders geeignet da keine zusätzlichen Hilfsmittel, wie Zeichnungen, Schablonen und dergleichen, erforderlich sind. Somit wird durch die Erfindung eine besonders einfache und kostengünstige Brennschneidmaschine zum Profilschneiden geschaffen.

Die Schneidgeschwindigkeit des Werkzeuges wird bevorzugt dadurch konstant gehalten, daß dem Schneidwerkzeugstellmotor ein Komponentenzerleger zugeordnet ist dessen Ausgang mit den Koordinatenmotoren für die Brennerbewegung verbunden ist.

Durch die Höhenabtasteinrichtung wird bei einer Änderung im Verlauf einer Profilkontur ein Signal erzeugt durch welches der Schneidwerkzeugstellmotor derart verdreht wird, daß auch während des Schneidens des Profils im Bereich der Profilkonturänderung sowie im anschließend erreichten neuen Profilkonturabschnitt der Düsenanstellwinkel also die Schneidposition des Schneidwerkzeugs gegenüber der Werkstückoberfläche beibehalten bleibt.

Die Verstellung des Stellmotors wird auch auf den Komponentenzerleger (Resolver) übertragen, dessen Rotor gegenüber dem Stator entsprechend verstellt wird. Dadurch entstehen je nach Größe der Rotorvcrstellung an den vorgesehenen Rotorwicklungen unterschiedliche Ausgangsspannungen, die dem Gesetz sin² α χ cos²«= 1 unterliegen. Beide Ausgangsspannungen werden den Koordinatenmotoren zugeführt, sodaß das Werkzeug auch während einer Profiländerung mit konstanter Schneidgeschwindigkeit über die Profiloberfläche geführt wird.

Betreffend dem Konstanthalten des Abstandes des Schneidwerkzeugs von der Profiloberfläche wird vorgeschlagen, daß die Höhensignale der Höhenabtasteinrichtung ferner einem Schneidwerkzeug-(Brenner)-höhenverstellmotor zuführbar sind. Somit wird bei der Erfindung durch ein einziges Signal sowohl die Höhe, als auch die Brennerverstellung und die Konstanthaltung der Schneidgeschwindigkeit erreicht.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielc unter Bezug-

bo nähme auf die Unteransprüchc sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert. Es veranschaulicht

Fig. 1 eine Brennschneidmaschine mit der erfindungsgemäßen Brennerhöhenverstell- und Brenner-

hs Stellvorrichtung,

Fi g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-Bin F i g. 1.
F i g. 3 ein elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

F i g. 4 ein weiteres elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Die Brennschneidmaschine nach F i g. 1 an sich bekannter Bauart (s. beispielsweise DE-OiI 22 36 156) weist einen in Doppelpfeilrichtung IO2—106 mittels eines Längsmotors 11 verfahrbare Querlaufbahn 56 auf, an welcher ein in Doppelpfeilrichtung 12a—126 (Quermotor 50) verfahrbarer Brennerwagen 13 gelagert ist. Im Brennerwagen 13 ist ein in Pfeilrichtung 14a—146 auf- und abhewegbarer Brennerhalter 15 vorgesehen, an dessen einem dem Werkstück 16 zugewandten Ende ein Schneidbrenner 17 höhenverstellbar (Brennerhöhenverstellmotor 18) und um den Drehpunkt 18a schwenkbar (Brennerstellmotor 19) befestigt ist Die Verstellung der einzelnen Bauelemente erfolgt dabei bevorzugt über Zahnräder und Zahnstangen. Dem Schneidbrenner 17, welcher bevorzugt als Autogenschneidbrenner ausgebildet ist, sind zwei Abtastelektroden (kapazitive Fühler 20, 21) von an sich bekannten kapazitiven Höhenverste/Ivorrichtungen (s. beispielsweise GB-PS 9 24 679) 22 bzw. 23 zugeordnet, wobei wie F i g. 2 zeigt, die Elektroden 20,21 bevorzugt seitlich neben dem auszuführenden Schnitt 24 über dem auszuschneidenden Werkstück 16 angeordnet sind. Das Werkstück 16 ist beim Ausführungsbeispiel ein Profilstahl mit zwei geraden Profilabschnitten 25 und 26, die durch eine Profilschräge 27 verbunden sind.

Entsprechend Fig.3 sind die Ausgänge 28, 29 der kapazitiven Höhenverstellvorrichtungen 22,23 mit veränderbaren Widerständen (beispielsweise Transistoren) 30,31 verbunden, welche zusammen mit Festwiderständen 32,33 eine Brücke 34 bilden. Der Ausgang 35,36 der Brücke 34 ist über einen Verstärker 37 mit dem Brennerstellmotor 19 elektrisch verbunden. Dieser Motor 19 ist mechanisch mit einem elektrischen Komponentenzerleger(Resolver)60 verbunden, dessen Rotorausgänge U\. Ui über Verstärker 38 mit dem Brennerhalterverstellmotor 49 und über Verstärker 39 mit dem Quermotor 50 elektrisch in Verbindung stehen. Der Eingang 40, 41 der Brücke 34 ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden. Ferner ist bei der Schaltung nach Fig.3 parallel zum Brückenausgang 35,36 bzw. zum Brückeneingang 40,41 je ein, zwei Widerstände 42, 43 bzw. 44, 45 aufweisender Spannungsteiler vorgesehen. Zwischen den beiden Spannungsteilerwiderständen 42,43 bzw. 44, 45 ist zwischen den Punkten 46, 47 eine Spannung abgreifbar, welche ein Regelsignal zur Korrektur des Abstandes des Brenners von dem Werkstück darstellt, wobei die Korrektur in Abhängigkeit von dem mittels der Widerstände 32, 33 und 42 bis 45 vorgebbaren Sollhöhenabstand erfolgt. Diese Korrekturspannung wird über den Verstärker 48 dem Brennerhöhenverstellmotor 18 zugeführt. Beim Betrieb (Schneiden in rfeilrichtung 51) messen die beiden Fühler 20, 21 angeregt von den Generatoren 52,53 den Abstand zum Werkstück 16. Die in den Diskriminatoren 54 bzw. 55 gleichgerichtete Ausgangsspannung der Generatoren steuern die beiden Transistoren 30, 31. Wenn die Fühler 20, 21 und damit der Schneidbrenner den gewünschten Abstand zum Werkstück 16 aufweisen, ist die Ausgangsspannung (35, wj 36) der Brücke 34 und die Ausgangsspannung zwischen den Punkten 46 und 47 Null. Die Ausgangsspannung U₁ des Resolvers 60 ist maximal und treibt über Verstärker 39 und Quermotor 50 d<-'n Brennerwagen 13 in Pfeilrichtung 126. Die Ausganfi'ispannung i/2 des Resolvers 60 b5 ist Null; so daß der Breflnerhalterverstellmotor 49 steht. Ändert sich der Abstand zwischen den Fühlern 20, 21 und dem geraden Prof'labschnitt 25 gleichmäßig, dann entsteht an den Punkten 46,47 ein Regelsignal und der mit den Fühlern 20,21 sowie dem Brenner 17 gekoppelte Brennerhöhenverstellmotor 18 korrigiert den Abstand auf den Sollwert

Ändert sich der Abstand der Fühler 20, 21 ungleichmäßig, beispielsweise, wenn der Fühler 21 in den Bereich der Profilschräge 27 bewegt wird, dann entsteht am Brückenausgang 35, 36 ein Signal und der Schneidbrenner 17 sowie die Fühler werden über den Motor 19 in die in F i g. 1 mit X bezeichnete Position geschwenkt Gleichzeitig wird der Rotor des Resolvers 60 verstellt, und es entsteht eine Spannung U2, welche über den Verstärker 36 den Brennerhalterverstellmotor 49 betätigt, sodaß der Brennerhalter 14 in Pfeilrichtung 14a bewegt wird. Mit dem Entstehen der Spannung Ui wird entsprechend der sin-cos-Funktion die Spannung U\ reduziert und die Geschwindigkeit des Motors 50 entsprechend verringert

Bei Erreichen des geraden Profilabschnittes 26 wird der Brenner 17 wieder zurückgeschwenkt und die Spannungen U\ und Ui ändern sich entsprechend. Die Vorschubgeschwindigkeit des Brenners bleibt somit ebenso wie der Anstellwinkel 61 und der Düsenabstand 62 gleich. Die Größe der Vorschubgeschwindigkeit wird an dem Widerstand 63 eingestellt.

Die oben beschriebene Vorrichtung ist zum Schneiden von Geradschnitten an Profilen geeignet. Sollen an Profilen Kurvenschnitte nach Zeichnungsvorlagen vorgenommen werden, so wird hinzu bevorzugt eine Vorrichtung nach F i g. 4 vorgeschlagen. Diese Vorrichtung unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 dadurch, daß dem Resolver 60 keine konstante Versorgungsspannung zugeführt wird. Vielmehr ist der Stator 64 des Resolvers 60 mit der einen Rotorwicklung 65 eines zweiten Resolvers 66 elektrisch verbunden. Die andere Rotorwicklung 67 des Resolvers 66 ist mit dem Längsmotor 11 in elektrischer Verbindung. Die Rotorachse 67 kann mit dem Drehmotor einer beispielsweise nach der DE-PS 23 46 846 aufgebauten fotoelektrischen Nachlaufsteuerung 69 verbunden werden. Somit ist es möglich, Kurvenschnitte nach einer fotoelektrisch abgetasteten Zeichnungsvorlage 70 auch an Profilen durchzuführen, wobei wiederum Schneidgeschwindigkeit, Düsenabstand und Düsenanstellwinkel konstant bleiben.

Die Größe der Schneidgeschwindigkeit wird an dem Widerstand 63 eingestellt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennschneidmaschine mit einer Querlaufbahn, an der ein Brennerwagen verfahrbar gelagert ist, in dem ein auf und ab bewegbarer Brennerhalter vorgesehen ist, wobei am Brennerhalter ein Schneidbrenner über einen Brennerhöhenverstellmotor gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Brennerschwenkmotor (!9) und einem Brennerhöhenverstellmotor (49) in Abhängigkeit von Ausgangssignalen einer dem Schneidbrenner (17) zugeordneten Höhenabtasteinrichtung (22, 23) beim Schneiden von Profilen Brennerhöhe und Brenneranstellwinkel konstant gehalten werden.

2. Brennschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß dem Brennerstellmotor (19) ein Komponenienzerleger (60) zugeordnet ist; dessen Ausgang mit den Koordinatenmotoren (49, 50) für die ßrennerbewegung verbunden ist

3. Brennschneidmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Höhensignale der Höhenabtasteinrichtung einem weiteren Brennerhöhenverstellmotor (18) zuführbar sind.

4. Brennschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Höhenabtasteinrichtung (22,23) zwei kapazitive Fühler (20, 21) aufweist deren Ausgangssignale in einer Brücke (34) vorgesehenen veränderbaren Widerständen (30, 31) zuführbar sind, und daß weiterhin der Ausgang (35,36) der Brücke (34) mit dem Brennerstellmotor (19) elektrisch verbunden ist.

5. Brennschneidmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Eingang (40, 41) und zum Ausgang (35,36) der Brücke (34) je ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen (42,43 bzw. 44, 45) vorgesehen ist und daß jeweils an Punkten (46, 47) zwischen den beiden Spannungstcilcrwiderständen (42, 43 bzw. 44, 45) die Höhensignalc abgreifbar sind.