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Einrichtung zur Stabilisierung des Abstandes zwischen einem an einem Maschinensupport befestigten Werkzeug, insbesondere einem Schneidbrenner einer Autogenschneidmaschine und der
Oberfläche eines Werkstückes
Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Stabilisierung des Abstandes zwischen einem an einem Maschinensupport befestigten Werkzeug, insbesondere einem Schneidbrenner einer Autogenschneidmaschine, und der Oberfläche des Werkstückes, wobei ein Werkzeugstellungsgeber zur Ermittlung des Abstandes der Werkstückoberfläche von einer in einem vorbestimmten Abstand von der Werkzeugachse auf dem Werkzeug oder dem Maschinensupport vorgesehenen Marke mit dem Supportantrieb verbunden ist.
Es sind Einrichtungen zur Stabilisierung des Abstandes zwischen dem im Autogenschneidmaschinensupport befestigten Brenner und der Werkstücksoberfläche bekannt, bei denen der Geber der Brennerstellung in bezug auf die Werkstückoberfläche den Abstand zwischen der Werkstückoberfläche und der in einem gewissen Abstand von der Brennerachse liegenden Marke ermittelt, die auf der Oberfläche des Brenners oder des Maschinensupports angeordnet ist, wobei der Geber mit dem Maschinentriebwerk verbunden ist ; s. z. B. deutsche Patentschrift Nr. 866889.
Bei den erwähnten Einrichtungen enthält der Geber der Brennerstellung in bezug auf die Werkstücksoberfläche nur ein einziges Fühlergerät, das eine Änderung des Abstandes zwischen der Werkstücksoberfläche und der Marke wiedergibt. Dadurch, dass sich beim Vorhandensein von Schiefstellen an der Werkstücksoberfläche die Marke von der Brennerachse entfernt, entsteht ein Messfehler. Dieser entsteht aber auch, wenn an der Oberfläche des Werkstückes Unebenheiten, z. B.
Schlacke, Metallanhäufungen u. a. vorhanden sind.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der erwähnten Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Stabilisierung des Abstandes zwischen dem im Maschinensupport befestigten Werkzeug, insbesondere zwischen dem Schneidbrenner einer Autogenschneidmaschine und der Oberfläche des Werkstückes zu entwickeln, die es ermöglicht, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Betriebes der Anlage zur Stabilisierung des Werkzeugs über der Werkstückoberfläche beim Vorhandensein von Schlacke, Metallanhäufungen auf dieser Oberfläche zu erhöhen sowie auch für den Fall, dass die Werkstücksoberfläche und die zur Werkzeugachse senkrechte Ebene zueinander nicht parallel sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Stabilisierung des Abstandes der eingangs umrissenen Art dadurch gelöst, dass der Werkzeugstellungsgeber mindestens zwei im wesentlichen diametral und konzentrisch zur Werkzeugachse angeordnete Fühlerpaare aufweist, von denen jeder Fühler ein dem Abstand zwischen der ihm zugeordneten Marke und der Werkstückoberfläche entsprechendes Signal erzeugt und wobei die beiden Signalausgänge eines jeden Fühlerpaares an die Eingänge je einer ODER-Schaltung und die Ausgänge sämtlicher ODER-Schaltungen an die Eingänge
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einer UND-Schaltung angeschlossen sind, deren Ausgang mit der Steuerschaltung des Supportantriebes verbunden ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, die Befestigungsstellen der Fühler an der Stirnfläche des Maschinensupports als Marken heranzuziehen.
Durch eine solche Bauart der erfindungsgemässen Einrichtung wird die Genauigkeit der Bearbeitung von Werkstücken erhöht.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Ansicht einer an der erfindungsgemässen Einrichtung angeordneten Gruppe von Fühlern des Gebers der Werkzeugstellung in bezug auf die Werkstücksoberfläche mit dem im Maschinensupport befestigten Werkzeug ; Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Einrichtung ; Fig. 3 ein Messfehler-Diagramm der erfindungsgemässen Einrichtung.
Die Einrichtung zur Stabilisierung des Abstandes zwischen dem im Maschinensupport befestigten Werkzeug und der Oberfläche des Werkstückes wird hier betrachtet für den Fall der Stabilisierung des
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--2-- derMetallbleches--3-.
Die erfindungsgemässe Einrichtung enthält den Stellungsgeber-4- (Fig. 2) des Autogenbrenners-l-in bezug auf die Oberfläche des geschnittenen Metallbleches-3-, der über den Leistungsverstärker --5-- mit dem Triebwerk --6-- des Autogenschneid-
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--2-,UND-Schaltung--22--, deren Eingänge mit den Ausgängen der ODER-Schaltungen--18 bis 21-und deren Ausgang mit dem Leistungsverstärker --5-- verbunden sind.
Die Fühler --7 bis 14-- des Stellungsgebers --4-- des Brenners --1-- besorgen die Folgeregelung des Abstandes zwischen der Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- und der jedem Fühler entsprechenden Marke. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform der Einrichtung mit vier Fühlerpaaren fällt die einem jeden der Anzeiger entsprechende Marke mit der Oberfläche--15-- des Supportes--2-zusammen.
Jedoch können auch andere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung verwendet werden, bei denen der Stellungsgeber --4-- des Brenners --1-- in bezug auf die Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- zwei, drei usw. Fühlerpaare enthalten kann. Die erwähnten Fühler können auch an einer andern Stelle angeordnet werden, aber im beliebigen Falle sollen sie die Folgeregelung des Abstandes zwischen der Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- und der einem jeden Fühler entsprechenden Marke besorgen. Diese Marken müssen auf der Oberfläche des
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--1-- des Supportes --2-- derODER-Schaltungen mit den Ausgängen der Fühler geschaltet werden, die den Marken, welche auf beiden Seiten der Achse --17-- des Brenners --1-- liegen, entsprechen.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung besteht in folgendem :
Falls die Fühler-7 bis 14-die Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- nicht berühren, entstehen an den Fühlerausgängen keine Signale und fehlen folglich auch Signale am Ausgang der UND-Schaltung-22--, wobei das Triebwerk --6-- des Supportes --2-- den Brenner
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l-mit--17-- des Brenners
Wird die Parallelität zwischen der Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- und der zur Achse Brenners --1-- senkrechten Ebene gestört, so wirkt der Stellungsgeber-4- ähnlich dem oben beschriebenen Fall.
Dabei erscheint entweder das Signal am Ausgang der UND-Schaltung --22-- im Augenblick der Berührung durch einen beliebigen vierten Fühler, der mit den andern drei Fühlern auf einer beliebigen Hälfte des Kreisumfanges --16-- angeordnet ist oder entfällt im Augenblick des Hochhebens dieses Fühlers.
Dadurch ist eine Gruppe von vier beliebigen Fühlern, die auf einer beliebigen Hälfte des Kreisumfanges --16-- angeordnet sind, gleichwertig einem Fühler, der in einem kleineren als der Halbmesser Kreises-16-Abstand von der Achse-17-des Brenners-l-liegt und der folglich, wie es aus der Fig. 3 ersichtlich ist, den Abstand zwischen dem erwähnten Brenner --1-- und der Oberfläche des geschnittenen Metallbleches --3-- genauer ermittelt.
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Signale, welche durch die Anzeiger--8, 11 und 10--erteilt werden, auf. Wären die Fühler auf der Linie--a, b--angeordnet, so müssten sie, um gleichwertige Signale zu erhalten, an den Punkten --23, 24,25 und 26--vorgesehen sein.
Somit kann diese Gruppe von Fühlern --11, 13,8 und 10-durch einen an dem Punkt --26-- angeordneten gleichwertigen Fühler ersetzt werden. Die Berührung der andern Fühler --9, 7,14 und 12-- mit der Oberfläche des Bleches --3-- wird nicht stattfinden, da das Triebwerk --6-- des Supportes --2-- den Brenner --1-- mit dem Stellungsgeber--4--hochhebt.
Die Lage des erwähnten gleichwertigen Fühlers wird durch die Winkelstellung der Linie--a, b-- im Bereich des Zentriwinkels bestimmt, der von den Halbmessern-R-des Kreisumfanges - -16--, die durch die Fühler-13 und 8--laufen, gebildet ist.
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zwischen dem Halbmesser, der durch den Fühler-10-läuft und der Linie, die den Fühler-10- mit dem Punkt --26-- verbindet, ist ebenfalls gleich a, da die Seiten dieser erwähnten Winkel senkrecht zueinander liegen. Hier ist r = R s in a.
Da dieser Ausdruck die Polargleichung eines Kreises mit dem Halbmesserf dem Kreismittelpunkt an dem Punkt--27--und mit einem Koordinatenpol, der mit der Achse --17-- des Brenners - zusammenfällt, darstellt, kann der geometrische Ort der Stellungspunkte des gleichwertigen
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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, erhält man den Maximalwert von r, wenn der Winkel a seinen Maximalwert erreicht, der gleich der Hälfte des Zentriwinkels ist, der von den Halbmessern
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eine Verringerung des Messfehlers erreicht wird ; tatsächlich aber werden die Fühler in der gefahrlosen Zone von der Brennerflamme ausreichend entfernt angeordnet.
Die erfindungsgemässe Einrichtung gewährleistet eine erhöhte Genauigkeit beim Einhalten des Sollabstandes zwischen dem Autogenbrenner und der Oberfläche des geschnittenen Metallbleches ; dasselbe gilt auch für den Blechrand.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Stabilisierung des Abstandes zwischen einem an einem Maschinensupport befestigten Werkzeug, insbesondere einem Schneidbrenner einer Autogenschneidmaschine, und der Oberfläche eines Werkstückes, wobei ein Werkzeugstellungsgeber zur Ermittlung des Abstandes der Werkstückoberfläche von einer in einem vorbestimmten Abstand von der Werkzeugachse auf dem Werkzeug oder dem Maschinensupport vorgesehenen Marke mit dem Supportantrieb verbunden ist,
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und 11, 12) aufweist, von denen jeder Fühler ein dem Abstand zwischen der ihm zugeordneten Marke und der Werkstückoberfläche entsprechendes Signal erzeugt und wobei die beiden Signalausgänge eines jeden Fühlerpaares an die Eingänge je einer ODER-Schaltung (z.
B. 18,20) und die Ausgänge sämtlicher ODER-Schaltungen an die Eingänge einer UND-Schaltung (22) angeschlossen sind, deren Ausgang mit der Steuerschaltung (5) des Supportantriebes (6) verbunden ist.
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