DE2732056C3 - Device for follow-up control on an articulated arm cutting machine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung an Gelenkarm-Brennschneidmaschinen, mit einem in Verlängerung der Brennerachse an dem mit dem Brenner verbundenen, äußeren Lenker des Gelenkarmes angeordneten, der Kontur einer Vorlage selbsttätig folgenden und dadurch den Brenner dieser nachführenden Tastorgan.The invention relates to a device for tracking control on articulated arm cutting machines, with one in extension of the burner axis on the outer link of the connected to the burner Articulated arm arranged, the contour of a template automatically following and thereby the burner of this tracking organ.

Zur Steuerung der Bahnbewegung des Werkzeugs einer Nachform-Maschine, z. B. des Brenners einer Brennschneidmaschine, ist es bekannt, einen photoelektrischen Tastkopf zu verwenden, der mittels einer geeigneten Detektoranordnung die Kontur einer Vorlage — einer Zeichnung oder einer Schablone — erfaßt und sich automatisch in deren Richtung orientiert. Von der Detektoranordnung des Tastkopfes erzeugte und für dessen Orientierung charakteristische Signale können dann zur Steuerung der Bahnbewegung ausgenutzt werden, wobei die Bahnbewegung aus zwei zueinander rechtwinkligen Bahnbewegungskomponenten zusammengesetzt ist, deren Betrag den vom Tastkopf erzeugten Richti'ngssignalen proportional ist. Je nachdem, ob die Vorschubbewegung des Werkzeuges gleich oder größer ist als diejenige des Tastkopfes selbst, ergeben sich verschiedene, wählbare Maßstabsverhältnisse zwischen der Vorlagenkontur und dem dieser ähnlichen Bahnverlauf des Werkzeugs. Vorrichtungen zur Nachlaufsteuerung dieser Art sind aus der DE-AS 10 99 825 und der DE-AS 11 41 861 bekannt.To control the path movement of the tool of a post-forming machine, e.g. B. the burner one Flame cutting machine, it is known to use a photoelectric probe head, which by means of a suitable detector arrangement the contour of a template - a drawing or a template - detected and automatically oriented in their direction. Generated by the detector array of the probe and signals characteristic of its orientation can then be used to control the path movement are used, the path movement being made up of two mutually perpendicular path movement components is composed, the amount of which is proportional to the direction signals generated by the probe head. Depending on whether the feed movement of the tool is equal to or greater than that of the probe head itself, there are different, selectable scale ratios between the template contour and the this similar path of the tool. Follower control devices of this type are from the DE-AS 10 99 825 and DE-AS 11 41 861 are known.

Weiter ist es durch die DE-OS 26 35 521 bekannt, anstelle eines Tastkopfes, dessen Detektoranordnung um eine senkrecht zur Vorlagenebene verlaufende Achse drehbar ist, eine bezüglich dieser Achse feststehende Fernseh-Aufnahmeröhre zu verwenden, deren Taststrahl fortlaufend einen konzentrischen Kreis um die Achse beschreibt Dieser Taststrahl faßt dann auf der Vorlagenkontur, in Vorlaufrichtung gesehen, jeweils einen diesseits der Achse liegenden Referenzpunkt und einen jenseits der Achse liegenden Tastpunkt, und aus der Messung der Zeiten, die der Taststrahl benötigt, um die Kreisbögen zwischen dem Referenzpunkt und dem Tastpunkt einerseits und zwischen dem Tastpunkt und dem Referenzpunkt andererseits zu durchlaufen, wird festgestellt, ob die Kontur zwischen diesen Punkten geradlinig verläuft oder ob sie in der einen oder anderen Richtung von der während des vorausgegangenen Tastzyklus eingenommenen Orientierung abweicht. In ihrer Dauer diesen »Laufzeiten« entsprechende Impulse werden zur Steuerung der die Nachlaufbewegung vermittelnden Koordinatenmotoren ausgenutzt.It is also known from DE-OS 26 35 521, instead of a probe, its detector arrangement is rotatable about an axis running perpendicular to the plane of the original, one with respect to this axis To use a fixed television pick-up tube whose probe beam continuously forms a concentric circle describes about the axis a reference point on this side of the axis and a touch point on the other side of the axis, and off the measurement of the times it takes the probe beam to move the arcs between the reference point and the To traverse touch point on the one hand and between the touch point and the reference point on the other hand, is determined whether the contour between these points is straight or whether it is in one or the other Direction deviates from the orientation assumed during the previous scanning cycle. In The impulses corresponding to their duration are used to control the follow-up movement Mediating coordinate motors exploited.

Sowohl bei Verwendung des um seine vertikale Längsachse drehbaren Tastkopfes wie bei Verwendung einer Fernseh-Aufnahmeröhre als Tastorgan ist Voraussetzung, daß ein maschinenfestes Koordinatensystem vorgegeben ist, auf das die durch Erfassung der Tastkopfdrehung bzw. durch Messung der Laufzeiten ermittelten Winkelgrößen bezogen werden können. Bei Koordinaten-gesteuerten Brennschneidmaschinen, die einen in den beiden zueinander senkrechten X- und Y-Koordinatenrichtungen hin und her verfahrbaren Kreuzwagen haben, der einen oder mehrere Brenner trägt, ist ein solches Bezugs-Koordinatensystem konstruktiv bereits vorgegeben; bei Gelenkarm-Brennschneidmaschinen dagegen ist ein solches maschinenfestes Bezugssystem nicht vorgegeben, was sich z. B.Both when using the probe head rotatable about its vertical longitudinal axis and when using a television tube as a tactile element is a prerequisite that a machine-fixed coordinate system is specified, on which the detection of the probe head rotation or by measuring the transit times determined angle sizes can be related. With coordinate-controlled cutting machines that one that can be moved back and forth in the two mutually perpendicular X and Y coordinate directions Having a cross car that carries one or more burners, such a reference coordinate system is constructive already given; in the case of articulated arm cutting machines, on the other hand, such a machine is fixed Reference system not specified, what z. B.

dahingehend äußert, daß sich bei einer Brennerführung entlang einer Geraden die Winkelstellung der Teillenker des Gelenkarmes zueinander ständig ändert Das vorstehend erläuterte Prinzip der photoelektrischen bzw. elektronschen Nachlaufsteuerung ist daher beiexpresses the fact that with a burner guide along a straight line the angular position of the part links of the articulated arm to each other constantly changes The above-explained principle of the photoelectric or electronic follow-up control is therefore at

"to Gelenkarm-Brennschneidmaschinen nicht anwendbar."Not applicable to articulated arm cutting machines.

Um trotzdem auch bei Gelenkarm-Brennschneidmaschinen die Möglichkeit zu haben, eine Vorlage kopieren bzw. nach einer solchen arbeiten zu können, wurde eine mit feststehenden Eisenschablonen arbeitende Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung entwickelt, bei der als Tastorgan eine oberhalb des Brenners am Gelenkarm angeordnete, angetriebene Magnetrolle vorgesehen ist, die sich, an der Schablone haftend, an deren Kontur abwälzt und dadurch den Gelenkarm mit dem Brenner mitnimmt.In order to still have the option of using articulated arm cutting machines To be able to copy or to work after such, became one working with fixed iron templates Device for follow-up control developed, in which a feeler element above the burner on Articulated arm arranged, driven magnetic roller is provided, which adheres to the stencil the contour of which rolls off and thereby takes the articulated arm with the torch with it.

Nachteilig an dieser Vorrichtung ist vor allem, daß die Herstellung der erforderlichen Schablonen aufwendig und teuer ist, so daß sich ihr Einsatz erst bei sehr großen Stückzahlen lohnt.The main disadvantage of this device is that the production of the necessary templates is expensive and is expensive, so that its use is only worthwhile for very large quantities.

Demgemäß soll der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegen, eine für Gelenkarm-Brennschneidmaschinen geeignete Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung anzugeben, die bei kleinen wie bei großen Stückzahlen wirtschaftlich arbeitet.Accordingly, the invention should be based on the object, one for articulated arm cutting machines Specify suitable device for follow-up control, both for small and large numbers works economically.

Diese Aufgabe wird durch die die Erfindung kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs auf äußerst einfache Weise gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet wie folgt:This object is achieved by the features of the patent claim which characterize the invention solved extremely simple way. The device according to the invention works as follows:

Ein die Vorlage abtastender photoelektrischer Tastkopf stellt sich jeweils in Richtung der Zeichnungskonttir ein und wird durch die sich mitdrehende Vorschub-Vorrichtung, deren Vorschubrad sich an einer Kopfplatte abstützt und abwälzt stets entlang derA photoelectric probe head scanning the original is positioned in the direction of the drawing contour a and is through the rotating feed device, whose feed wheel is on a Head plate supports and always rolls along the

Zeichnungskontur geführt Die Bewegungsbahn des Brenners, dessen zentrale Achse mit der bezüglich der Zeichnungsebene vertikalen Längs- bzw. Drehachse des Tastkopfes fluchtet, entspricht damit stets der vorgezeichneten Vorlagenkontur. Durch die erfii dungsgemäße Vorrichtung lassen sich somit auch bei Gelenkarm-Brennschneidmaschinen die in Verbin lung mit Kreuzwagen-Brennschneidmaschinen mit photoelektrisch oder elektronisch gesteuertem X-Y-Koordinatenantrieb bekannten Vorteile hinsichtlich der Einfachheit Jer ι ο Nachlaufsteuerung voll ausnutzen, so z. B. auch die aus der DE-OS 15 63 556 bekannte Steuerung der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Krümmung der Vorlagenkositur. Es kommt hinzu, daß die zur Realisierung der erfindungsgemäßen Nachlaufsteuerung erforderlichen apparativen Einrichtungen sogar noch einfacher und raumsparender gestaltet sein können als bei Kreuzwagen-Brennschneidmaschinen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann als eine an eine konventionelle Gelenkarm-Brennschn^idmaschine ansetzbare Baueinheit ausgeführt sein, was auch die Möglichkeit einer nachträglichen Umrüstung auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet.Drawing contour guided The trajectory of the torch, its central axis with that of the The drawing plane is aligned with the vertical longitudinal axis or axis of rotation of the probe head, thus always corresponds to the one drawn Template outline. The device according to the invention can therefore also be used with articulated arm cutting machines those in connection with cross-car flame cutting machines with photoelectrically or electronically controlled X-Y coordinate drive known advantages in terms of simplicity Jer ι ο Take full advantage of follow-up control, e.g. B. also from the DE-OS 15 63 556 known control of the feed speed as a function of the curvature the template composition. There is also the fact that the implementation of the follow-up control according to the invention The necessary apparatuses can be designed to be even simpler and more space-saving than with cross-wagon flame cutting machines. The device according to the invention can be used as a a conventional articulated arm cutting machine can be attached, which is also the Contains the possibility of a subsequent conversion to the device according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigenFurther details and features of the invention emerge from the following description of a Exemplary embodiment shown schematically in the drawing. Show it

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung an Gelenkarm-Brennschneidmaschinen, in schematischer Darstellung,F i g. 1 a device according to the invention for tracking control on articulated arm cutting machines, in a schematic representation,

F i g. 2 eine ebenfalls schematische Darstellung einer ursprünglich mit einer Magnetrollensteuerung ausgerüsteten Gelenkarm-Brennschneidmaschine, die auf die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine optisch gesteuerte Nachlaufbewegung umgerüstet wurde.F i g. 2 a likewise schematic representation of a one originally equipped with a magnetic roller control Articulated arm cutting machine based on the device according to the invention for an optically controlled Follow-up movement has been converted.

In der Darstellung der F i g. 1 ist mit 1 die Kopfplatte der Maschine bezeichnet, mit 11 die Auflagefläche für die Zeichnung bzw. die Schablone, nach der das Werkstück zu bearbeiten ist. Mit 2 und 3 ist ein Vorschubrad und ein Vorschubmoior mit Vorschubgetriebe bezeichnet 4 ist ein Mitnehmerstift der bei Drehung des Abtastkopfes 9 durch der. Schwenkmotor 6 über das Schwenkgetriebe 7 die Achse 4a antreibt Mit 5 ist die Druckfeder bezeichnet, die für den richtigen Anpreßdruck des Vorschubrades 2 sorgt Der Schleifringkörper für die Stromzuführung zum VorschubmotGr 3 und den Abtastkopf 9 ist mit 8 bezeichnet Mit 10 ist der Bürstenhalter für den Schleifringkörper 8 gezeichnet In 12 befindet sich ein Kugellager-Festlager für die Drehbewegung und in 13 ein Kugellager-Loslager für die vertikale Bewegung des Abtastkopfes.In the illustration of FIG. 1 is the top plate with 1 denotes the machine, with 11 the support surface for the drawing or the template, after which the Workpiece is to be machined. With 2 and 3 is a feed wheel and a feed moior with a feed gear Designated 4 is a driving pin which upon rotation of the scanning head 9 by the. Swing motor 6 drives the axis 4a via the swivel gear 7 With 5 the compression spring is designated, which is for the correct The contact pressure of the feed wheel 2 provides the slip ring body for the power supply to the feed motor 3 and the scanning head 9 is denoted by 8. With 10, the brush holder for the slip ring body 8 is drawn In 12 there is a fixed ball bearing for the rotary movement and in 13 there is a floating ball bearing for the vertical movement of the readhead.

In der Darstellung der Fig.2 ist mit A der Punkt bezeichnet durch den die Mittelachse des Brenners einer konventionellen, mit Magnetrollensteuerung ausgestatteten Gelenkarm-Brennschneidmaschine geht. Durch B geht die Mittelachse des Brenners einer erfindungsgemäß mit optischer Nachlaufsteuerung ausgestatteten Maschine. Die Magnetrolle bzw. der Steuerkopf der konventionell ausgerüsteten Maschine ist mit 28 bezeichnet. Der Brennerhalter in konventioneller Bauweise trägt die Bezeichnung 25. Für die Brennerhalterung einer erfindungsgemäß mit optischer Nachlaufsteuerung ausgestatteten Maschine ist ein Zwischenstück 24 vorgesehen, das für eine Anordnung des Schneidbrenners 23 mit der Düse 26 in einer Achse mit dem Abtastkopf 9 sorgt. Mit Hilfe der Einstellschraube 22 an der am Gehäuse des Gelenkarms 20 angebrachten Befestigungsplatte 27 und der Befestigungsschraube 21 wird der Abstand C eingestellt und fixiert. Die Stahlplatte, aus der das Werkstück auszubrennen ist, trägt in der Darstellung der F i g. 2 die Bezeichnung 29.In the illustration of FIG. 2, A denotes the point through which the central axis of the torch of a conventional articulated arm cutting machine equipped with magnetic roller control passes. The central axis of the burner of a machine equipped according to the invention with an optical follow-up control passes through B. The magnetic roller or the control head of the conventionally equipped machine is denoted by 28. The torch holder in conventional design is labeled 25. An intermediate piece 24 is provided for the torch holder of a machine equipped according to the invention with optical follow-up control, which ensures that the cutting torch 23 with the nozzle 26 is arranged in one axis with the scanning head 9. With the aid of the adjusting screw 22 on the fastening plate 27 attached to the housing of the articulated arm 20 and the fastening screw 21, the distance C is adjusted and fixed. The steel plate from which the workpiece is to be burned out bears in the illustration of FIG. 2 the designation 29.

Die Ausführung der Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Beispiel. Die optische Nachlaufsteuerung kann beispielsweise auch in einem Gehäuse untergebracht sein, welches austauschbar ist gegen das die konventionelle Magnetrollensteuerung tragende Gehäuse.The implementation of the invention is not limited to the example shown in the drawing. the Optical tracking control can for example also be accommodated in a housing which is replaceable is against the housing that supports the conventional magnetic roller control.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Vorrichtung zur Nachlaufsteuerung an Gelenkarm-Brennschneidmaschinen, mit einem in Verlängerung der Brennerachse an dem mit dem Brenner verbundenen, äußeren Lenker des Gelenkarmes angeordneten, der Kontur siner Vorlage selbsttätig folgenden und dadurch den Brenner dieser nachführenden Tastorgan, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:Device for follow-up control on articulated arm cutting machines, with an extension of the burner axis on the outer link of the articulated arm connected to the burner arranged, the contour of his template automatically following and thereby the burner tracking this Touch organ, characterized by the following features: a) als Tastorgan ist ein an sich bekannter, sich selbsttätig in Richtung der Vorlagenkontur orientierender photoelektrischer Tastkopf (9) vorgesehen;a) as a tactile organ is a known per se, automatically in the direction of the template contour orienting photoelectric probe head (9) provided; b) der Tastkopf (9) ist an einem fest mit dem äußeren Lenker des Gelenkarmes der Brennschneidmaschine verbundenen Gehäuse um eine die Verlängerung der Brennerachse markierende Achse drehbar gelagert und mittels eines in dem Gehäuse angeordneten Schwenkmotors (6) drehbar um diese Achse angetrieben;b) the probe head (9) is fixed to the outer link of the articulated arm of the cutting machine connected housing rotatably mounted about an axis marking the extension of the burner axis and by means of a swivel motor (6) arranged in the housing and driven rotatably about this axis; c) eine oberhalb des Tastkopfes (9) angeordnete, drehfest mit seiner am Gehäuse gelagerten Drehwelle (4a,) verbundene Vorschub-Antriebsvorrichtung (2, 3) umfaßt ein mittels eines eigenen Vorschubinotors (3) angetriebenes, um eine horizontale Achse drehbares Vorschubrad (2), das sich unter der Wirkung einer Druckfeder (5) gegen eine oberhalb des Tastkopfes (9) angeordnete, parallel zur Auflagefläche (11) für die Vorlage verlaufende Kopfplatte (1) abstützt und sich an dieser abwälzt.c) one arranged above the probe head (9) and non-rotatably mounted with its mounted on the housing Rotary shaft (4a,) connected feed drive device (2, 3) comprises a by means of its own feedinotors (3) driven to a horizontal axis rotatable feed wheel (2), which is under the action of a compression spring (5) against one above the probe head (9) arranged parallel to the support surface (11) for the template running head plate (1) supports and rolls on this.