DE936827C

DE936827C - Photoelektrische Einrichtung zur UEberwachung des Durchmessers von Werkstuecken bei der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen, insbesondere zur UEberwachung der Bearbeitung von Lochsteinen

Info

Publication number: DE936827C
Application number: DEL3482A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr-Ing Blum
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-08-31
Filing date: 1950-08-31
Publication date: 1955-12-22

Description

Photoelektrische Einrichtung zur Uberwachung des Durchmessers von Werkstücken bei der Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen, insbesondere zur Uberwachung der Bearbeitung von Lochsteinen Die Erfindung bezieht sich auf eine photoelektrische Überwachungseinrichtung, durch die bei der Bearbeitung von auf einen bestimmten Durchmesser zu schleifenden oder zu drehenden Werkstücken ein Signal gegeben oder die Werkzeugmaschine abgeschaltet wird, wenn der gewünschte Durchmesser erreicht ist. Insbesondere bezweckt die Erfindung, die Bearbeitung von solchen Werkstücken zu überwachen, die während ihrer Bearbeitung ins Schwingen geraten können, beispielsweise lange dünne Wellen. Besonders geeignet ist die Erfindung für die Überwachung der Bearbeitung von Lochsteinen, z. B. synthetischen Edelsteinen, die zum Abschleifen auf ein genaues Endmaß auf einen Draht aufgereiht werden, der in einem hin und her bewegten Bogen eingespannt ist und die aufgereihten Lochsteine an Schleifscheiben entlang bewegt.
Die Erfindung besteht darin, daß von einer Lichtquelle über an sich bekannte optische Mittel ein Schattenbild des Werkstücks vergrößert in eine Ebene projiziert wird und in dieser Ebene am oberen und unteren Schattenrand je eine Photozelle mit je einer Blende derart angebracht ist, daß eine Teilfläche jeder Blendenöffnung beschattet und die übrige Teilfläche belichtet wird und daß die beiden Photozellen elektrisch parallel geschaltet sind. Bei Schwingungen des Werkstücks wird hierbei die eine Photozelle um denselben Betrag mehr belichtet, wie die andere beschattet wird, so daß die Summe der auf die beiden parallel geschalteten Photozellen fallenden Lichtmengen gleich groß bleibt; nur bei Abnahme des Werkstückdurchmessers auf das gewünschte Maß ruft die Summe der Belichtung beider Photozellen einen zur Betätigung des Relais ausreichenden Photozellenstrom hervor.
Es ist zwar bekannt, von Gegenständen, deren Abmessungen photoelektrisch überprüft werden soll, ein Schattenbild in eine Ebene zu projizieren und unterhalb und oberhalb des Schattenbildes Photozellen anzubringen. Aber diese Photozellen wirken nicht in der erfindungsgemäßen Weise zusammen, sondern sie dienen nur dazu, Unrundheiten oder Meßabweichungen der Werkstücke zu messen, während diese in Ruhe sind oder auf einer ruhenden Meßunterlage gedreht werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung auf eine Lochstein-Schleifmaschine dargestellt.
Fig. I und 2 zeigen schematisch in Vorder- und Seitenansicht den Aufbau der Lochstein-Schleifmaschine; Fig. 3 zeigt im Prinzip die Überwachungseinrichtung nach der Erfindung; Fig. 4 und 5 zeigen in Vorder- und Seitenansicht die Anordnung der Blenden und Photozellen; Fig. 6 stellt ein Schaltungsbeispiel dar.
Nach Fig. I und 2 sind die Lochsteine W, z. B. synthetische Edelsteine, die beispielsweise von go bis 100 mm Außendurchmesser auf einen Außendurchmesser von 70 bis 100 mm abgeschliffen werden sollen, auf einem DrahtD aufgereiht, der in einem sich hin und her bewegenden Bogen E eingespannt ist und die Lochsteine an den Schleifscheiben S1 und S2 entlang bewegt.
Nach Fig. 3 wird mittels einer Lichtquelle L über eine Sammellinse 0 und Blende B ein vergrößertes Schattenbild der Steine W auf die Ebene F projiziert. Zweckmäßig wird die Lichtquelle mit Wechselstrom betrieben, um den Einfluß des Tageslichtes auszuschalten. Sollte dabei die 5o-Hz-Beleuchtung des Werkraumes stören, so kann man in bekannter Weise durch ein Farbfilter oder ein Wechsellicht anderer Frequenz diesen Einfluß ausschalten. Das Schattenbild der Steine wird am oberen und am unteren Rand von je einer Photozelle F1 bzw. F2 abgetastet, wobei vor jeder Photozelle eine Blende Bt bzw. B2 derart angebracht ist, daß der Schattenrand auf die Mitte der Blendenöffnungen fällt. Die vom Schatten nicht bedeckten Flächen der Blendenöffnungen lassen nun je eine Lichtmenge der Lichtquelle 'L auf die dahinterliegende Photozelle F1 bzw. F2 fallen.
Wie weiter unten näher beschrieben wird, sind die beiden Photozellen elektrisch parallel geschaltet, und die Summe der beiden Lichtströme und damit die Summe der Lichtmengen, die auf die beiden Photozellen fallen, dient als Maß für den zu überwachenden Durchmesser der Steine. An der Summe der auf die beiden Photozellen F1 und F.2 fallenden Lichtmengen ändert sich nichts, wenn der Draht D mit den Steinen bei der Bearbeitung parallel zur Projektionsebene in Schwingung gerät, denn im selben Ausmaß, wie hierbei die eine Photozelle vom Schattenbild der Steine mehr abgedeckt wird, wird die andere dem Licht mehr ausgesetzt.
Schwingungen senkrecht zur Projektionsebene können infolge der Abstützung der aufgereihten Steine durch die beiden Schleifscheiben nicht auftreten. Die Summe der Lichtmengen hat einen ganz bestimmten Wert, wenn die Steine auf den Solldurchmesser abgeschliffen sind, und dieser Wert wird als Kriterium benutzt, um ein Relais zum Ansprechen zu bringen, das ein Signal einschaltet oder die Abschaltung der Schleifmaschine herbeiführt.
Von der Lichtquelle L wird durch eine Blende B3 eine dritte Photozelle F8 belichtet, die dazu dient, den Einfluß von Schwankungen der Intensität der Lichtquelle L auszuschalten.
Bei dem Schaltungsbeispiel nach Fig. 6 liegen die beiden Photozellen F1 und F2 parallel im Gitterkreis eines Verstärkers Vl, und die Photozelle F3 liegt im Gitterkreis eines zweiten Verstärkers V2.
Die Anodenkreise dieser beiden Verstärker liegen mit den Widerständen W1 und W2 in einer Brückenschaltung. Bei einer Anderung, beispielsweise einer Erhöhung der Lichtintensität der Lichtquelle L wird von den beiden Photozellen F1 und F2 an der linken Klemme der Brückendiagonale eine gleich große Potentialerhöhung durchgeführt wie von der Photozelle F3 an der anderen Klemme der Brückendiagonale, so daß der Spannungsabfall zwischen den beiden Diagonalpunkten der gleiche bleibt.
Wird dagegen die Summe der Lichtmengen, welche auf die beiden Photozellen F1 und F2 fällt, durch Verkleinerung des Durchmessers der Steine größer, so wird das Gleichgewicht der Brücke gestört, und bei Erreichen des Solldurchmessers fließt in der Brückendiagonale ein Strom, der gegebenenfalls nach Verstärkung durch die Verstärkerröhre V3 ausreicht, um das Gasentladungsgefäß R zum Zünden und das in seinem Anodenkreis liegende Relais A zum Ansprechen zu bringen. Das Relais A führt dann durch Öffnen eines Ruhekontaktes a die Abschaltung der Schleifmaschine oder die Auslösung eines Signals herbei.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Photoelektrische Einrichtung zur Überwachung des Durchmessers von Werkstücken bei ihrer Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen, insbesondere zur Uberwachung der Bearbeitung von Lochsteinen, wobei von einer Lichtquelle über an sich bekannte optische Mittel zur vergrößerten Projektion ein Schattenbild des Werkstücks in einer Ebene projiziert wird, in welcher am oberen und unteren Schattenrand je eine Photozelle mit je einer Blende angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilfläche jeder Blendenöffnung beschattet und die übrige Teilfläche belichtet wird und daß die beiden Photozellen elektrisch parallel geschaltet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallel geschalteten Photozellen (F1, F2) zum Ausgleich von Schwankungen der Lichtintensität der Lichtquelle (L) in Brückenschaltung mit einer dritten Photozelle (F; geschaltet sind, die von einer vomWerkstückdurchmesserunabhängigenLicht- \ menge der Lichtquelle (L) beaufschlagt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallel geschalteten Photozellen (Fe, F; im Gitterkreis einer Verstärkerröhre (V1) liegen, deren Ausgangskreis in einer Brückenschaltung mit dem Ausgangskreis einer zweiten Verstärkerröhre (V) liegt, in deren Gitterkreis die dritte Photozelle (F3) geschaltet ist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 707 825; französische Patentschrift Nr. 870 905; USA.-Patentschrift Nr. 2 415 178.