DE2652364A1

DE2652364A1 - Anordnung zum nachfuehren eines werkzeuges

Info

Publication number: DE2652364A1
Application number: DE19762652364
Authority: DE
Inventors: Guenter Schumann
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1976-11-17
Publication date: 1978-05-18
Also published as: SE438619B; CA1101514A; JPS5386983A; FR2371271A1; DE2652364C2; GB1590308A; IT1087881B; FR2371271B1; US4220903A; SE7712556L

Description

ENTWURF ■ -J

MESSER GRIESHEIM GMBH EM 755

Kennwort: Breite Linie Ordner II

Erfinder: Schumann Be/Mr

08.09.76

Anordnung zum Nachführen eines Werkzeuges

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Nachführen eines Werkzeuges entsprechend einer vorgegebenen Richtung, sowie zum Erzeugen von Hilfssignalen mit einer Zeichnungsvorlage, die eine abzutastende Linie aufweist sowie mit einem fotoelektrisch, die Linie abtastenden Abtastkopf, der Abtastlichtempfanger aufweist, deren Ausgangssignal über eine Steuervorrichtung einem Nachdrehrnotor zum einstellen des Abtastkopfes und des ihm zugeordneten Werkzeuges in Richtung der Tangente an den Linienzug zuführbar sind, wobei der Nachdrehmotor mit einem Komponentenzerleger zur Ansteuerung zweier Koordinatenmotore verbunden ist.

Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik bezug genommen, wie er bei Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Brennschneidmaschinen, aus der DT-AS 1 261 043 und DT-OS 2 349 073 bekannt geworden ist.

Diese bekannten Einrichtungen weisen zur Erzeugung von Hilfssignalen entweder separate Markierungen neben der abzutastenden Linie mit zugeordneten zusätzlichen Impulslichtempfängern (s.a. DT-OS 2 349 073) oder vollständig separate Steuerlinien mit zusätzlichen fotoelektrischen Abtastkopf (s.a. DT-AS 1 261 043) auf.

Diese Zusatzgeräte sind kostenungünstig und erfordern eine größere Bauweise der Abtasteinrichtung. Daneben ist die Erstellung von separaten Steuerlinien ebenfalls ungünstig. Hinzu kommt, daß bei separaten Steuerlinien und sparaten Abtastkopf ein Synchronlauf zwischen den beiden Abtastköpfen sowie eine genaue Übereinstimmung der abzutastenden Vorlagen gewährleistet sein muß, um zu erreichen, daß beispielsweise bei der Ausnutzung des Hilfssignal zur Vorschubgeschwindigkeitsänderung das Hilfssignal dann erzeugt wird, wenn es benötigt wird. Dies ist besonders wichtig, wenn mit dem Hilfssignal die Vorschubgeschwindigkeit vor abzutastenden Kurven, Ecken und dergl. reduziert,

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nach dem Umfahren dieser Stellen jedoch wieder erhöht werden soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile nicht auf weist und mit der insbesondere eine genaue Zuordnung von Abtast- und Steuersignalen erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die abzutastende Linie an vorbestimmten Stellen zur Hilfssignalerzeugung eins gegenüber dem übrigen Linienverlauf unterschiedliche Breite aufweist und daß ferner das Ausgangssignal der Abtastlichtempfänger einer Schaltvorrichtung mit einstellbarer Schaltschwelle zuführbar ist, so daß beim Abtasten der Linie im Bereich der Linienbreitenänderung neben dem Ansteuersignal für die Koordinatenmotore ein Hilfssignal gebildet wird.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Nachteile der bekannten Vorrichtungen beseitigt. Ein gesondertes Abtastorgan, dessen Ausgangssignal als Hilfssignal verwendet wird, entfällt bei der Erfindung. Es wird vielmehr durch ein einziges Ausgangssignal des fotoelektrischen Abtastkopfes sowohl die Richtungsänderung von Abtastkopf und Werkzeug als auch die Hilfssignalerzeugung bewirkt.

Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Hilfssignal einer Vorrichtung zur Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit von Abtastkopf und Werkzeug zugeführt wird, da damit stets eine optimale Zuordnung der beiden, die Abtastgüte bestimmenden, Größen (Ausgangssignal für die Richtungsänderung bzw. Vorschubgeschwindigkeit) gewährleistet ist. An Stellen, an welchen die Vorschubgeschwindigkeit reduziert oder vergrößert werden soll, wie dies beispielsweise vor bzw. nach Radien oder dergl. im Kurvenverlauf der Fall ist, ist entsprechend der Erfindung lediglich eine Vergrößerung bzw. Verringerung der Breite der abzutastenden Linie erforderlich, vorzugsweise auf einer Länge die mit veränderter Geschwindigkeit nachgefahren werden soll. In Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Abtastkopf werden die erforderlichen Signale mit den Abtastlichtempfängern erzeugt.

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Anhand der nachstehenden Beschreibung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert:

Es veranschaulicht

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung

Fig. 2a bis 2e

verschiedene Linienbreiten und die daraus resultierenden Signalgrößen.

Die Anordnung gemäß Fig. 1 weist einen nicht näher dargestellten Abtastkopf 10 auf, in dem Abtastlichtempf anger 11,12 angeordnet sind. Diese Lichtempfänger 11, 12 sind bevorzugt mit Widerständen 13, 14 zu einer Brückenschaltung 15 zusammengeschaltet, deren Ausgänge 16, 17 mit einem Differenzverstärker 18 in Verbindung steht. Der Verstärker 18 ist elektrisch mit einem Motorverstärker 18a und einem Nachdrehmotor verbunden, der mechanisch mit dem Abtastkopf 10, einem Tachogenerator sowie einem Drehmelder 21 in Verbindung steht. Der Nachdrehmotor 19 dient in an sich bekannter Weise zum Nachdrehen des Abtastkopfes 10 und damit der Lichtempfänger 11, 12 in Richtung der Tangente an den abzutastenden Lirrienzug. Ferner wird durch den Motor 19 der Generator 20 (zur Verstärkerdämpfung) und der Drehmelder 21 (Resolver) verstellt, so daß am Drehmelderausgang die Signale zur Abtaststeuerung der Koordinatenmotore 22 (x-Richtung) und 23 (y-Richtung) anstehen, durch welche das Werkzeug und der Abtastkopf entsprechend dem Linienverlauf bewegt werden.

Gemäß der Erfindung wird das Ausgangssignal der Abtastlichtempfänger 11, 12 einer in ihrer Gesamtheit mit 24 bezeichneten Schaltvorrichtung zugeführt. Dabei ist bevorzugt jeder Brückenausgang 16 bzw. 17 mit dem Eingang 25, 26 von Schwellwertschaltern 27, 28 der Schaltvorrichtung verbunden. Die Schwellwertschalter 27, 28 sind als Schmitt-Trigger ausgebildet, deren Schaltschwelle mit dem Widerstand 29 einstellbar ist. Die Ausgänge 30, 31 der Schmitt-Trigger 27, 28 sind bevorzugt über ein NAND-Gatter 32 mit dem Schaltrelais 33 einer nicht näher dargestellten Vorrichtung zur Veränderung der Vorschubgeschwxndigkext verbunden .

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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird in Verbindung mit den Fig. 2a bis 2e näher erläutert.

Beim Abtasten einer Linie mit konstanter Breite (beispielsweise 0,8 mm - s.a. Fig. 2a) sind die Lichtempfänger 11, 12 gleichmäßig abgedunkelt und die Brückenausgangs spannung U-. weist den Wert Null auf. Je nach Linienverlauf werden die Lichtempfänger 11, 12 unterschiedlich ausgeleuchtet, es entsteht ein Signal U₁, welches über den Verstärker 18 und 18a,den Nachdrehmotor 19 ansteuert. Der Motor 19 dreht den Resolver 21 des Koordinatenantriebes, und gleichzeitig den Abtastkopf 10 solange, bis die Lichtempfänger wieder gleichmäßig ausgeleuchtet sind.

Wird die abzutastende Linie bei gleichbleibenden Linienverlauf verbreitert, beispielsweise 1,2 bis 1,6 mm - s.a. Fig. 2b, weil an dieser Stelle die Vorschubgeschwindigkeit verringert werden soll, dann ist die Symmetrie der Brücke 15 weiterhin gewährleistet. Die Spannungen U₂ und U₃ (s. Fig. 1) werden jedoch negativ. Die Schmitt-Trigger 27 und 28 sind mit dem Potentiometer 29 so eingestellt, daß sie ab einer genau definierten Schaltschwelle durchschalten.Sind beide Schmitt-Trigger 27,3 geschaltet, entsteht auch am Ausgang des NAND-Gatters 32 ein Signal und das Relais 33 zieht an, wodurch die Geschwindigkeit auf einen niederen Wert umgeschaltet wird. Bei einer Verringerung der Linienbreite auf den ursprünglichen Wert werden die Spannungen U₂ und U₃ wieder auf den Mittelwert reduziert, die Schmitt-Trigger fallen ab und das Relais 33 öffnet, so daß die ursprünglich höhere Geschwindigkeit wieder wirksam ist.

In entsprechender Weise können Hilfssignale erzeugt werden, wenn die Linie verschmälert (0,4 bis 0,6 mm - s.a. Fig. 2c) teilweise ganz unterbrochen (s.a. Fig. 2d) oder so stark Verbreiter und, daß die Lichtempfänger vollständig abgedunkelt sind (s.a. Fig. 2e). Die sich dabei ergebenden Spannungsgroßen, Widerstandsverhältnisse sowie Schaltschwellen, sind quantitativ aus den Fig. 2a bis 2e zu entnehmen.

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Diese Fig. 2a bis 2e zeigen/ daß durch unterschiedliche Polarität und mit unterschiedlich eingestellten Schwellwerten sich vier Hilfssignale aus einer einfachen Fotowiderstandsbrücke erzielen lassen, wobei nachfolgend für die Signalarten nach den Fig. 2b bis 2e die bevorzugten Anwendungsgebiete beim Brennschneiden aufgeführt sind.

Fig. 2b, c und e Brennschneidmaschine wird automatisch für bestimmte

Zeit im Eilgang oder Kriechgang geschaltet. Schneidsauer stoff druck wird von höherem Vorwärmdruck auf normalen Schneiddruck bzw. umgekehrt geschaltet. Einleiten von Markiervorgängen

Umschaltung der Schneidleistung, beispielsweise bei Verwendung eines Lasers anstelle eines Autogenbrenners als Schneidwerkzeug. Eckenverzögerung ein-und/oder ausschalten.

Fig. 2d Beim Verlassen der Linie für längere Zeit wird die

Maschine automatisch gestoppt und die Gaszufuhr, insbesondere Sauerstoffzufuhr, abgeschaltet.

Ein weiterer besonderer Anwendungsfall ergibt sich, wenn bei einer Linienverbreiterung nach Fig. 2b die Empfindlichkeit des Verstärkers 18a reduziert wird. Die fotoelektrische Abtastung folgt dann zwar noch der Linie, ist jedoch unempfindlicher. Dadurch können Linien abgetastet werden, die sich auch mit weniger als 30° kreuzen. Die Linien müssen lediglich im Kreuzungsbereich etwas verbreitert werden.

Beim obigen Ausführungsbeispiel sind die Schmitt-Trigger 27,28 mit einem NAND-Gatter verbunden. Es ist selbstverständlich aber auch möglich, die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger direkt als Hilfssignale einzeln oder zusammen, zu verwenden.

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Claims

Ansprüche EM 755 Be/Mr 08.09.76

1.J Anordnung zum Nachführen eines Werkzeuges entsprechend einer vorgegebenen Richtung, sowie zum Erzeugen von Hilfssignalen, mit einer Zeichnungsvorlage, die eine abzutastende Linie aufweist sowie mit einem fotoelektrisch die Linie abtastenden Abtastkopf, der Abtastlichtempfänger aufweist, deren Ausgangssignal über eine Steuervorrichtung einem Nachdrehmotor zum Einstellen des Abtastkopfes und des ihm zugeordneten Werkzeuges in Richtung der Tangente an den Linienzug zuführbar sind, wobei der Nachdrehmotor mit einem Komponentenzerleger zur Ansteuerung zweier Koordinatenmotore verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die abzutastende Linie an vorbestimmten Stellen zur Hilfssignalerzeugung eine gegenüber dem '.übrigen Linienverlauf unterschiedliche Breite aufweist und daß ferner das Ausgangssignal der Abtastlichtempfänger (11,12) einer Schaltvorrichtung (15) mit einstellbarer Schaltschwelle zuführbar ist, so daß beim Abtasten der Linie im Bereich der Lxnienbreitenänderung neben den Ansteuersignal für die Koordinatenmotore ein Hilfssignal gebildet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal einer Vorrichtung (33) zur Veränderung der Werkzeugvorschubgeschwindic keit zuführbar ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastlichtempfänger (11,12) in einer Brückenschaltung (15) angeordnet sind, und daß jeder Brückenausgang (16,17) mit dem Eingang (25,26) von Schwellwertschaltern (27,28) der Schaltvorrichtung (24) verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschalter (27,28) als Schmitt-Trigger ausgebildet sind.

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5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Schwellwertschalter (27,28) über ein NAND-Gatter (32) mit der Vorrichtung (33) zur Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit in Verbindung stehen.

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