Automatische Mess- und Steuervorrichtung für Schleifmaschinen, insbesondere Spitzenschleifmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Mess- und Steuervorrichtung für Schleifmaschinen, insbesondere Spitzenschleifmaschinen, bei welcher in einem Fühlerkopf ein beweglicher, mit dem Werk stück in Berührung zu bringender Fühler vorhanden ist, welcher mit einem zwischen zwei benachbarten Spulen einer abgeglichenen, induktiven Wechsel- Strombrücke angeordneten Joch verbunden ist, so dass durch die Verschiebung dieses Fühlers die In- duktivitäten der beiden Spulen geändert werden,
wo bei die der Verschiebung proportionale -Ausgangs spannung durch einen Verstärker verstärkt wird. Die Anwendung solcher automatischen Mess- und Steuervorrichtungen verfolgt vor allem den Zweck, die im Zuge des Bearbeitungsvorganges für Kontroll messungen nötigen Nebenzeiten zu reduzieren und eine von der Aufmerksamkeit der jeweiligen Bedie nungsperson unabhängige, gleichmässige Masshaltig- keit der bearbeiteten Werkstücke sicherzustellen.
Ziel der Erfindung ist es, eine solche automa tische Mess- und Steuervorrichtung dahingehend zu verbessern, dass deren Ansprechempfindlichkeit bzw. Ansprechgenauigkeit und somit auch die Bearbei tungsgenauigkeit der Maschine wesentlich erhöht wird. Erfindungsgemäss ist dem Verstärker ein von der Stromquelle der Wechselstrombrücke gespeister, die der Verschiebung proportionale Wechselspan nung in eine in Grösse und Richtung der Amplitude und der Phase der Wechselspannung entsprechende Gleichspannung umwandelnder, phasenempfindlicher Gleichrichter nachgeschaltet, in dessen Ausgangs kreis bei einem jeweils vorbestimmten Spannungs wert ansprechende,
mit Kippröhren ausgestaltete elektronische Schalteinrichtungen mit denselben nachgeschalteten, die Steuerung der Schleifmaschine bewirkenden Relais angeordnet sind.
Die Aufgabe der erfindungsgemässen Vorrich tung besteht somit darin, die infolge der sich ändern den Abmessungen des Werkstückes erzeugten, ver stärkten elektrischen Spannungsänderungen in elek trische Impulse umzuformen und diese zum Beispiel für die Auslösung verschiedener Steuervorgänge zu benützen,
wobei die kontinuierlich sich ändernde Spannung der Wechselstrombrücke beim Erreichen eines- vorbestimmten Wertes - jedoch infolge Zwi schenschaltung des phasenempfindlichen Gleichrich ters nur bei Abweichungen in einer Richtung vom Brückenabgleich - jeweils eine der mit Kippröhren versehenen elektronischen Schalteinrichtungen um schaltet.
Die durch diese Schalteinrichtungen betätig ten Relais können ihrerseits die Arbeit der Schleif maschine beeinflussende Stromkreise öffnen oder schliessen. Auf diese Weise kann der automatische Vorschub des Werkzeuges gesteuert werden und auch das automatische Abstellen der Maschine im richtigen Augenblick erfolgen.
Phasendiskriminatoren zur Umformung - einer Wechselspannung in eine Gleichspannung; die im Vorzeichen von der Phasenlage beeinflusst ist, sind bereits bekannt ; ferner sind Einrichtungen zur Er zeugung von Gleichstromwerten; die von der Phasen lage einer Wechselstromgrösse abhängig sind, be kannt; diese bekannten Vorrichtungen wurden aber bisher zu dem oben erwähnten Zweck und in der erfindungsgemässen Kombination nicht benützt.
Es ist schon bekannt, die bei der Bearbeitung sich ändernden Abmessungen des Werkstückes in eine sich: kontinuierlich :ändernde Messpannung um zusetzen, die in einem Relais für die Steuerung der Bearbeitungsmaschine einen sich ebenfalls konti nuierlich ändernden Erregerstrom verursacht. Das Ansprechen bzw.
Abfallen des Relais, das in diesem Fall beim Erreichen bestimmter Stromstärken erfol gen sollte, ist jedoch in hohem Masse von Reibungs einflüssen, Erschütterungen, ferner von der Steilheit des Stromanstieges bzw. -abfalles usw. abhängig und daher mit grösserer Unsicherheit behaftet.
Durch die erfindungsgemässe Verwendung von elektronischen Schalteinrichtungen mit Kippröhren wird die Ansprechsicherheit der Relais und damit die erreichbare Bearbeitungsgenauigkeit gegenüber der bekannten Einrichtung wesentlich erhöht.
Die infolge der Änderung der Werkstückabmessungen sich pro portional ändernde Messpannung wird, sobald sie einen bestimmten vorgegebenen Wert erreicht hat, durch die Schalteinrichtungen völlig trägheitslos in elektrische Steuerimpulse umgeformt, die ein sofor tiges und sicheres Ansprechen der Relais, unabhängig von Erschütterungen, Reibungs- und anderen Ein flüssen, bewirken. Es wird somit ein sicheres An sprechen und Abfallen der Steuerrelais innerhalb sehr enger Grenzen der sich ändernden .Messpannung sichergestellt.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen Fig. 1 die schematische Seitenansicht der Mess- einrichtung mit Prismen-Fühlerkopf, Fig. 2 eine Kipp-Vorrichtung für den Fühler kopf, ebenfalls in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, und ' .. Fig. 3 das Schaltschema des elektronischen Teiles der Mess- und Steuervorrichtung.
Der Fühlerkopf 1 steht mit dem Werkstück 3 in Berührung und besitzt einen in der Mitte heraus ragenden, beweglichen Fühler 2, durch welchen die Änderungen der Abmessungen des Werkstückes un unterbrochen auf eine in der Fig. 1 nicht darge stellte, im. Fühlerkopf angeordnete, abgeglichene in= duktive Brücke übertragen werden. Die Übertragung erfolgt mit. Hilfe eines mit dem Fühler 2 verbundenen Joches A:. Der für das Messen nötige Anpressdruck wird mit Hilfe einer Feder 5 erzeugt und kann mit einer Schraube 6 eingestellt werden.
Der Arm 8 des Fühlerkopfes ist über eine Kippvorrichtung mit dem Arm 9 verbunden, wodurch in der Endstellung, wenn der Kipparm 7 (Fig. 2) über die Achse des Spann armes 10 weiter verdreht wird, der Arm 8 sich vom Werkstück entfernt. Der Fühlerkopf kann mit Hilfe eines Festhalteorgans 11 auf der Schleifmaschine be festigt werden und der Draht der induktiven Brücke ist mit einem Kontaktarm 12 verbunden.
Das Joch 4 arbeitet mit einer induktiven Brücke 13 . zusammen, von welcher zwei Elemente in Fig. 3 dargestellt sind, während sich die beiden anderen Elemente innerhalb eines Verstärkers 14 befinden. Die am Ausgang der induktiven Brücke 13 (Fig. 3) bei Verschiebung des Joches 4 entstehende Wech selspannung gelangt über diesen Verstärker 14 in einen. - phasenempfindlichen Gleichrichter 15. Die von diesem abgegebene Gleichspannung gelangt einerseits in ein die Änderung der Werkstückabmes sungen anzeigendes Instrument 16 und anderseits in die mit Kippröhren versehenen Elektronenschalter 17, 18 und 19.
Die ganze Einrichtung wird durch eine Stromquelle 20 mit Hufe eines Stabilisators 21 mit Strom versorgt. Die Elektronenschalter geben die Steuerimpulse an ihren Ausgängen A, B und C ab, von wo aus diese Impulse den nicht dargestellten Relais zugeführt werden, . welche die Bearbeitungs maschine, also insbesondere die Schleifmaschine in an sich bekannter Weise steuern.
Die Arbeitsweise der Einrichtung ist die fol gende : Der Fühlerkopf 1 wird mit dem Werkstück 3 in Berührung gebracht und während der Bearbei tung, also z. B. während der Verkleinerung des Durchmessers des Werkstückes, bewegt sich der Fühler 2 in seiner Längsrichtung, welche Bewegung mechanisch auf das bewegliche Joch 4 des Kopf teiles übertragen wird. Es wird dadurch die der Än derung der Werkstückabmessung entsprechende me chanische Verschiebung in einen elektrischen Im puls umgewandelt, welcher Impuls schon bei einer sehr kleinen, z. B. die Hälfte eines Mikrons betragen den Verschiebung des Fühlers 2 erzeugt werden kann.
Die V-förmige Ausbildung des Kopfteiles 1 er möglicht die Messung von verschiedenen Werkstük- ken mit voneinander stark abweichendem Durch messer.
Der Fühlerkopf 1 enthält nun eine abgeglichene induktive Brücke 13, welche vorzugsweise mit Hilfe des praktisch immer vorhandenen Netz-Wechselstro mes gespeist wird. Entsprechend der Änderung der Werkstückabmessungen wird in den beiden (in Fig. 3 dargestellten) Spulen der induktiven Brücke die In duktivität geändert, wodurch eine Brückenspannung erzeugt wird, die nach Verstärkung im Verstärker 14 in den phasenempfindlichen Gleichrichter 15 geleitet wird. In diesem Gleichrichter wird die Wechselspan nung in eine Gleichspannung umgewandelt, deren Grösse und Richtung der Amplitude und der Phase der Wechselspannung entsprechen.
Diese Spannung gelangt einerseits in ein Anzeigeinstrument 16 und anderseits in die mit Kippröhren versehenen Elektro nenschalter 17, 18, 19. Die Skala des Instrumentes 16 ist vorzugsweise in Mikron geeicht.
Jeder Elektronenschalter wandelt die als Resul tat der Änderung der Werkstückabmessungen ent standene Gleichspannung in einen Steuerimpuls um, der zur Auslösung von Schaltvorgängen benützt wird. Die .Elektronenschalter 17, 18, 19 werden umgekippt, wenn die Eingangsgleichspannungen gewisse vorbe stimmte Werte erreichen und erzeugen somit bei ganz bestimmten Änderungen der Werkstückabmes- sungen jeweils einen Steuerimpuls, welche Impulse an den Ausgängen A, B und C der Elektronenschal ter auftreten und entsprechende Relais betätigen.
Vorzugsweise werden während der Bearbeitung des Werkstückes mit Hilfe von z. B. drei nacheinan- der erzeugten Steuerimpulsen folgende Steuervor gänge ausgelöst: Mit Hilfe eines Relais wird die Schleifmaschine von der groben Bearbeitung auf die Feinbearbeitung umgestellt, durch die weitere Än derung der Spannung wird das automatische Anstel len des Werkzeuges aufgehoben und auch das In strument 16 wird auf eine grössere Empfindlichkeit umgeschaltet und durch den dritten Wert der Span nung wird (ebenfalls mit Hilfe eines Relais) die Schleifmaschine abgestellt.
Trotzdem die Herstellungskosten der erfindungs- gemässen Vorrichtung niedrig sind, können mit die ser Vorrichtung sehr genaue Messungen vorgenom men werden.