Programmsteuerung mit einem Kreuzschienenwähler, insbesondere für Werkzeugmaschinen Bei bekannten Werkzeugma,schin,-n, die selbst- tätia eine Anzahl von Arbeitsabschnitten durchfüh ren, laufen diese nach einem bestimmten Programm ab, das durch Stecken eines Kreuzschienenwählers vorgewählt werden kann, so dass nach einem Start impuls die Maschine das Pro,-ramm selbsttätig bis zum Ende durchläuft.
Die Erfindung geht darauf aus, eine solche Pro grammsteuerung mit möglichst einfachen Mitteln und in besonders übersichtlicher Form durchzufüh ren. Dabei sollen Fehlschaltungen mit absoluter Sicherheit ausgeschlossen sein, ebenso ein fehler haftes Erledigen der einzelnen Programmpunkte.
<B>C</B> zD Die Erfindun- betrifft eine Programmsteueruno, mit einem Kreuzschienenwähler, insbesondere für Werkzeu-maschinen, welche Steuerung sich erfin dungsgemäss dadurch auszeichnet, dass der Wähler ausser einem Satz von Längsschienen, die als Schalt- stufenschienen durch ein Schrittschaltwerk abwech selnd nacheinander an Spannung gelegt werden, noch wenigstens zwei Sätze von Querschienen hat, von denen der eine mit Kommandoempfängern, z. B. Kupplungen. der andere mit Vollzugsmeldern, z. B.
Endschaltern, verbunden ist, welche die Beendigung des jeweils kommandierten Arbeitsabschnittes und die Fortschaltung des Schrittschaltwerkes bewirken.
Bei einem Ausführungsbeispiel einer derartigen Progranimsteuerung wird bei jedem Programmab schnitt ein Kommando für einen bestimmten Arbeits vorgang gegeben, der dann von selbst abläuft. Mit dieser Kommandogabe gibt für den betreffenden Ar beitsabschnitt das Programm seine Steuertätigkeit an das die Arbeit verrichtende Organ ab. Dieses Organ betätigt bei Beendigung des Arbeitsabschnittes einen Vollzugsmelder, der von dem Arbeitsorgan die Steue rung übernimmt und das Programm um einen<B>Ab-</B> schnitt weiterschaltet und dabei gleichzeitig die Steuer- tätigkeit wieder auf das Programm überträgt, das nun seinerseits ein neues Kommando für den nächsten Arbeitsabschnitt gibt.
Die Steuerfunktion wandert also dauernd im Kreislauf vom Programm über das Ar beitsorgan zum Vollzugsmelder und wieder zum Pro gramm zurück-. Die Leitungen zur übertragung der Programmkommandos liegen an einem ersten Quer- schienensatz, die Leitungen für die Vollzugsmelder, die also die Steuerfunktion wieder aufs Programm zurückgeben, an einem zweiten Querschienensatz des Kreuzschienenwählers, dessen Längsschienen den einzelnen Arbeitsabschnitten des Programms zuge ordnet sind.
Dadurch ergibt sich eine übersichtliche Zuordnung des jeweiligen Kommandokanals zu dem jeweiligen Vollzugsmeldekanal für die einzelnen Ar beitsabschnitte, so dass eine fehlerhafte Programm einstellung praktisch ausgeschlossen ist.
Bei Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehbän ken, ist der Vollzugsmelder mit Vorteil ein Endschal ter, durch dessen Einstellung, falls er verstellbar ist, oder durch dessen Auswahl, falls längs des Arbeits weges eine Vielzahl von Endschaltern angeordnet sind, die Länge des abzudrehenden Abschnittes be stimmt ist. Natürlich können anstelle der Endschal ter oder ausser diesen noch Prüftaster oder dergleichen treten, die das Werkstück daraufhin abtasten, ob es die entsprechenden Sollmasse nach der Bearbeitung hat. Diese Prüftaster können bei Abweichungen vom Sollmass eine entsprechende Wiederholung des Ar beitsvorganges bewirken, oder sie können den wei teren Programmablauf sperren, wenn Abweichungen vom Sollmass auftreten. Doch soff auf diese Einzel heiten hier nicht näher eingegangen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es ist der Einfachheit halber mehr- schematisch gehalten. So ist z. B. das Haupt schütz gleich als Antrieb für den Schrittschalter ver- wendet; bei der praktischen Ausführung wird jedoch meist der Schrittschalter einen eigenen Antrieb ha ben, der mit dem Hauptschütz, mit Sperrschützen und anderen Zwischenschaltern oder Relais zusam menarbeitet,<B>d.</B> h. die im Ausführungsbeispiel darge stellte mechanische Verbindung zwischen Haupt schütz und Schrittschalter wird in der Praxis meist durch elektrische Steuerverbindungen ersetzt sein.
Auch die Endschalter, die beispielsweise hier von einem Nocken des Supports betätigt werden, werden mit Relais oder Schützen zusammenarbeiten, die die Endschalter unmittelbar nach dem Ansprechen wir kungslos machen, damit sie den Programmablauf in der Zeit, in der sie nach Beendigung eines Arbeits abschnittes von den Nocken des Supports noch vor übergehend geschlossen gehalten werden, nicht stö ren. Ebenso sind im Ausführungsbeispiel alle die Hilfseinrichtungen für die Steuerung beim Einstellen der Anordnung für Langsamlauf, beim Einstellen für Wiederholungen von Arbeitsabschnitten usw. weg gelassen.
Ferner ist der Einfachheit halber angenommen, dass bei der Drehbank das WQrkzeug nur in einer Dimension arbeitet, dass also der Support nur eine Längsbewegung ausführt. Bei Arbeiten in zwei oder mehr Dimensionen, also wenn das Werkzeug auch noch vorgeschoben werden muss, ist die Anzahl der Kommandoempfänger, der Vollzugsmelder usw. ent sprechend zu erhöhen.
Ein Kreuzschienenwähler K hat einen Satz von Längsschienen<B>1</B> bis<B>5, 60</B> und<B>70,</B> die durch ein Schrittschaltwerk <B>S,</B> in der Praxis meist Folgeschalter genannt, abwechselnd nacheinander an Spannung ge legt werden können. Ferner hat er einen ersten Satz von Querschienen<B>11</B> bis 14, die<B>je</B> mit einer. Kupp lung eines Satzes von elektromagnetischen Kupp lungen W verbunden sind, und einen zweiten Satz 21 bis<B>23</B> von Querschienen, die<B>je</B> nüt einem End- schalter eines Satzes von Endschaltern V in Verbin dung stehen.
Jede Längsschiene<B>1</B> bis<B>5, 60, 70,</B> kann mit jeder Querschiene<B>11</B> bis 14 und 21 bis<B>23</B> durch Gleichrichterstöpsel <B>6</B> verbunden werden. Ausserdem ist noch eine weitere Querschiene, die Durchlaufschiene <B>D</B> vorhanden.
Die Kupplungen<B>110</B> bis 140 des Kupplungssatzes W können z. B. Geschwindigkeitsstufen eines Getrie bes und Getriebeteile für die Bewegungsumkehr schal ten. Anstelle der Kupplungen können jedoch'fallweise auch Einzelantriebe, z. B. einzelne Motore treten. Im folgenden sei angenommen, dass die Kupplung<B>110</B> den Support<B>7</B> der Werkzeugmaschine<B>8</B> auf Vorlauf, die Kupplung 120 auf Rücklauf schaltet, während die Kupplung<B>130</B> einen Langsamgang, die Kupp lung 140 einen Schnellgang für beide Bewegungs richtungen schaltet.
Im Wege eines am Support<B>7</B> angebrachten Nockens<B>9</B> sind die einzelnen End- schalter 210 bis<B>230</B> der Schaltergruppe V verteilt. Vorrichtungen zur Einstellung der Endschalter oder des Nockens<B>9</B> sind der Einfachheit halber weggelas sen.
Die Endschalter liegen parallel, also in Oder- Schaltung an der Spule<B>10</B> eines Hauptschützes H, das gleichzeitig mittels einer Klinke<B>15</B> bei jeder öffnung nicht nur den Stromkreis der Arbeitsma schine abschaltet, sondern auch das Schrittschaltwerk <B><I>S</I></B> um einen Schritt weiterschaltet. Die Gleichrichter- stöpsel <B>6</B> sind, wie gezeichnet, gesteckt.
Die Anordnung arbeitet folgendermassen- Bei Beginn ist durch das Schrittschaltwerk <B>S</B> die Schiene <B>1</B> an Spannung gelegt. Durch Stöpseln der Schiene 21 ist der Stromkreis für den Endschalter 210 vor bereitet, die Endschalter 220,<B>230</B> sind im ersten Arbeitsabschnitt wirkungslos, können also beim über fahren durch den Nocken<B>9</B> keine Schaltakte voll ziehen. Durch Stöpseln der Schienen<B>11</B> und<B>13</B> ist die Werkzeugmaschine auf langsamen Vorlauf ge schaltet, der Support bewegt sich also langsam in Pfeilrichtung. Sobald er bei Beendigung des Arbeits abschnittes auf den Endschalter 210 tritt, öffnet die Spule<B>10</B> das Schütz H, die Maschine steht still und das Schrittschaltwerk <B>S</B> wird auf die Längsschiene 2 weitergeschaltet.
Durch Stöpselung der Schiene 22 ist der Stromkreis für den Endschalter 220 vorberei tet<B>-</B> alle anderen Endschalter sind wirkungslos<B>-</B> durch Stöpseln der Schienen 12 und 14 ist die Dreh bank auf schnellen Rücklauf eingestellt, der nun so gleich beginnt, weil beim Umschalten von der Schiene <B>1</B> auf die Schiene 2 der Stromkreis des Endschalters 210 geöffnet, die Wicklung<B>10</B> wieder stromlos wurde, und das Schütz H wieder geschlossen hat. Der Sup port läuft nun entgegen der Pfeilrichtung bis zum Endschalter 220 schnell zurück, dieser öffnet wieder das Schütz H und das Schrittschaltwerk <B>S</B> wird auf die Schiene<B>3</B> weitergeschaltet.
Hier ist durch Stöp seln der Schiene<B>23</B> der Stromkreis für den End- schalter <B>230</B> vorbehandelt, alle anderen Endschalter sind wirkungslos und durch Stöpseln der Schienen <B>11</B> und 14 ist die Drehbank auf schnellen Vorlauf geschaltet, der nun sogleich einsetzt, da der Strom kreis des Endschalters 220 durch Umschalten von der Schiene 2 auf die Schiene<B>3</B> unterbrochen wurde und infolgedessen das Schütz H wieder geschlossen ist. Der Support<B>7</B> läuft nun rasch vorwärts, sein Nocken bewegt sich vom Endschalter 220 bis zum Endschalter <B>230,</B> dann wird wieder abgeschaltet.
Natürlich wird bei diesem raschen Vorlauf irgendein Arbeitsgang ausgeführt, der wahrscheinlich irgend eine Verstellung des Werkzeuges voraussetzt, also beispielsweise einen Vorschub, aber auf diese zweite Dimension der Steuerung soll hier nicht eingegangen werden, denn die Verhältnisse sind analog der Steue rung in der einen Dimension.
Nachdem der Endschalter<B>230</B> das Schütz H geöffnet und das Schrittschaltwerk <B>S</B> von der Schiene <B>3</B> auf die Schiene 4 weitergeschaltet hat, werden nun in ähnlicher Weise weitere Arbeitsabschnitte ausge führt.
Nachdem auch der auf der Schiene<B>5</B> gestöpselte Teil des Programms erledigt ist, schaltet<B>S</B> auf die mit der Durchlaufschiene <B>D</B> verbundene Schiene<B>60;</B> durch diese Schaltung werden die Endschalter V überbrückt, sie wirkt also so, wie wenn sogleich ein Endschalter angesprochen hätte,<B>d.</B> h.
es wird sofort auf die Schiene<B>70</B> weitergeschaltet und, da diese auch mit<B>D</B> verbunden ist, wird<B>S</B> um einen weiteren Schritt fortgeschaltet. Benötigt ein Programm nicht sämtliche verfügbaren Schaltstufen, also, wie hier, nicht die Schienen<B>60, 70,</B> so können die nicht<B>be-</B> nötigten Schritte auf der Durchlaufschiene <B>D</B> gestöp selt werden, die bewirkt, dass der Folgeschalter die freien Schaltschritte selbsttätig überläuft und erst bei der nächsten, nicht mit D verbundenen Schiene wie der so lange stehen bleibt, bis der betreffende Pro grammteil erledigt ist.
Durch Umstöpselung des Kreuzschienenvertei- lers, durch Verstellung des Nockens<B>9</B> oder des End- schaltersatzes V können nun beliebig andere Pro gramme vorgewählt werden. Die Arbeitsweise ist dabei die gleiche wie oben beschrieben. Für die an gegebene Steuerung sind unabhängig von der Zahl der Kupplungen und Endschalter immer nur zwei Schütze erforderlich und zwar ein Hauptschütz H und ein Sperrschütz.
Das aus der Zeichnung nicht ersichtliche Sperrschütz hat die Aufgabe, ein sofortiges Anziehen des Hauptschützes nach dem Weiterschal- ten dann zu verhindern, wenn im nächsten Arbeits abschnitt der gleiche Endschalter wieder die Fort- schaltung bestimmt.
Das Sperrschütz wird durch das öffnen des die Fortschaltung bestimmenden Voll zugsmelders abgeworfen. Gleichrichterstöpsel, ver gleiche Bezugszeichen<B>6,</B> sorgen dafür, dass beispiels weise ein Stromfluss nur in Richtung von den Schie nen<B>1</B> bis<B>5</B> zu den Querschienen<B>11</B> bis 14 und 21 bis<B>23</B> möglich ist. In entgegengesetzter Richtung kann kein Strom fliessen. Man verwendet solche Stöp sel, um ein Fliessen von Strömen durch ungewollte Kanäle zu verhüten. Durch die Gleichrichterstöpsel entfallen auch die sonst notwendigen elektrischen Verriegelungen durch Schütze oder Relais.
Natürlich kann, wie schon eingangs angedeutet, das Ausführungsbeispiele in verschiedenen Richtun gen geändert werden, auch kann man z. B. die Zahl der Nocken<B>9</B> am Support erhöhen, so dass z. B. bei einem Arbeitsabschnitt auch verschiedene Nocken nacheinander den gleichen Endschalter betätigen kön nen, unter entsprechender Stöpselung des Kreuzschie- nenwählers. Doch soll auf diese Varianten nicht näher eingegangen werden.
Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, ergibt sich für die Programmeinstellung eine sehr einfache und sehr übersichtliche Anordnung, die mit grosser Be triebssicherheit arbeitet. Auch die Schaltungen sind einfach und übersichtlich auszubauen.
Um bei grösseren Programmen nicht grossflächige Kreuzschienenwähler verwenden zu müssen, kann man mit zwei oder mehreren Kreuzschienenwählern nacheinander arbeiten, indem z. B. beim Schalten auf die letzte Längsschiene des ersten Wählers auf einen durch entsprechende Stöpselung ausgewählten zwei ten Wähler selbsttätig übergeschaltet wird, der dann die Fortsetzung des Programms übenümmt usw. Die verschiedenen Wähler können dabei in räumlich übersichtlicher und raumsparender Anordnung un tergebracht sein, sie können z. B. wie die Seiten eines Buches umschlagbar sein.
Ebenso kann auch ohne vollen Durchlauf eines ersten Wählers zwischendurch auf einen anderen Wähler selbsttätig übergeschaltet werden, der dann nach Erledigung seines Programm abschnittes selbsttätig wieder auf den ersten Wähler zurückschaltet usw. Solche und ähnliche Anordnun gen empfehlen sich besonders, wenn in mehr als einer Dimension<U>oder</U> mit verschiedenen Werkzeugen usw. gearbeitet werden muss. Man kann dann jeder Dimen sion oder jedem Werkzeug einen eigenen Wähler zu ordnen. Aber auch auf diese Einzelheiten soll hier nicht näher eingegangen werden.
In bekannter Weise kann das Stöpseln der Kreuzschienenwähler dadurch erleichtert werden, dass man für die einzelnen Pro gramme Schablonen verwendet, die auf den Wähler aufgelegt werden und nur dort gelocht sind, wo ge stöpselt werden soll. Bei Steuerungen in mehr als einer Dimension oder von mehr als einem Werk zeug kann die Zahl der Querschienensatzpaare ent sprechend erhöht werden-, so dass z. B. für jede Dimension<B>je</B> ein Kommando- und Rückmeldeschie- nensatz zur Verfügung steht.
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