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Zähleinrichtung für in einer Fertigungsstrasse weiterbewegte Werkstücke Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zähleinrichtung für in einer Fertigungsstrasse weiterbewegte Werkstücke, insbesondere im Zusammenwirken mit einer Bearbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise einem Glühofen, zur Bestimmung der Anzahl der in die Bearbeitungsvorrichtung eingeführten Werkstücke.
In verschiedenen Zweigen der Industrie ist es üblich, zur Verbesserung der Produktion Steuereinrichtungen zu verwenden, die aus einer Reihe von Messdaten die erforderlichen Steuerbefehle für die einzelnen Betätigungsorgane ableiten. Für diesen Zweck werden in der Regel Rechenmaschinen verwendet, wie sie in grosser Anzahl zur Verfügung stehen. In Verbindung mit diesen Rechenmaschinen sind Einrichtungen erforderlich, die aus den gegebenen Betriebsverhältnissen die Eingangssignale bilden, wobei meist eine Anordnung unmittelbar an der Produktionsstrecke erforderlich ist. Auf dem Gebiet derartiger Einrichtungen ist bisher noch verhältnismässig wenig gearbeitet worden.
Im besonderen wurde in der Stahlindustrie versucht, Rechenmaschinen in Walz- und Hüttenwerken anzuwenden. Die wichtigste Betriebsgrösse in diesem Fall ist die Anzahl der verarbeiteten Barren. Man muss daher eine Einrichtung vorsehen, die selbsttätig die Zahl der Barren bestimmt, und zwar in solcher Form, dass das Resultat unmittelbar zur Eingabe in eine Rechenmaschine geeignet ist.
Die vorliegende Erfindung geht von dieser Aufgabenstellung aus. Dabei ist zu berücksichtigen, dass in vielen Fällen die Werkstücke in aufeinanderfolgenden Gruppen jeweils nebeneinander einer Bearbeitungsvorrichtung zugeführt werden.
Die erfindungsgemässe Zähleinrichtung für in einer Fertigungsstrasse weiterbewegte Werkstücke ist dadurch gekennzeichnet, dass längs der Fertigungs- strasse zwei Lageimpulsgeber vorgesehen sind, die eine Zählstrecke begrenzen, dass innerhalb der Zähl- strecke längs einer Bezugsstrecke senkrecht zur Vorschubrichtung Zählsignalgeber zur Registrierung der Werkstücke angeordnet sind, dass die Zählsignale bei Betätigung des ersten Lageimpulsgebers in die Zähleinrichtung eingegeben werden, und dass bei Betätigung des zweiten Lageimpulsgebers die Zählsignalsumme als.
elektrisches Signal am Ausgang der Zähleinrichtung erscheint.
Ausführungsbeispiele der Erfindung seien im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Fig. 1 und 2 zeigen im Auf- bzw. Grundriss die Gesamtanordnung einer Zähleinrichtung, angewandt bei einer Beschickungsvorrichtung für Glüh- öfen. Dabei ist vorgesehen, dass jeweils vier Barren eine Gruppe bilden und gemeinsam in den Ofen eingeführt werden. Die Barren haben gleiche Abmessungen, beispielsweise 0,1 - 0,1 - 10 m. Zum Transport der Barren dient eine grössere Anzahl von Rollen 12, die mittels Motoren M angetrieben werden. Sie bringen die Barren bis zu dem ausschwenkbaren Anschlag 14. Nach Einlieferung der vorbestimmten Anzahl von ein bis vier Barren 10 wird durch die Bedienungsperson die Steuereinrichtung 20 für einen Stempel 18 betätigt, der die Barren in den Ofen 16 einführt.
Zuvor wird der Anschlag 14 ausgeschwenkt. Wenn erforderlich, kann während der Zufuhr der einzelnen Barren der Stempel 18 ebenfalls aus der Bahn ausgeschwenkt werden.
Die Zählung der Werkstücke soll dann stattfinden, wenn der Stempel 18 sich über die letzte angetriebene Rolle 12' hinaus bewegt hat, so dass nur die tatsächlich in den Ofen eingeführten Werkstücke registriert und das von der Zähleinrichtung 24 gelieferte Signal an die Rechenmaschine 26 wei-
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tergegeben wird. Zu diesem Zweck ist ein Endschalter LSD vorgesehen, dessen Kontakthebel 32 von einem Anschlag 30 am Stempel 18 betätigt wird.
Die in der Zähleinrichtung 24 festgestellte Zahl wird so lange gespeichert, bis der Stempel 18 mit seinem Anschlag 30 den Kontaktarm 33 eines zweiten Endschalters LSE betätigt hat, wodurch jegliche Fehlzählung ausgeschlossen wird.
Nach der Beschickung wird der Stempel 18 in seine Anfangslage zurückgezogen, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Darauf wird der Anschlag 14 wieder in die Bahn der Barren geschwenkt, und die Zähleinrichtung 24 ist für den nächsten Arbeitsgang bereit.
Senkrecht zur Vorschubrichtung sind entlang einer Bezugsstrecke als Zählsignalgeber Phototransistoren oder ähnliche lichtempfindliche Elemente 34 in gleichen Abständen angeordnet. Über der Bahn ist eine Lichtquelle 36 vorgesehen, die aus einem nur angedeuteten Netz gespeist wird. Die Lichtquelle ist derart ausgebildet, dass jeder einzelne Phototransistor 34 grundsätzlich etwa mit der gleichen Lichtstärke beleuchtet wird. Die Barren einer Gruppe unterbrechen die Beleuchtung einiger der Phototransistoren, und zwar werden ein Barren 4 bis 5, zwei Barren 8 bis 10, drei Barren 12 bis 15 und vier Barren 16 bis 20 Phototransistoren abdecken.
Diese spezielle Anordnung der Phototransistoren ist hier nur als Beispiel angedeutet, und im jeweiligen Einzelfall können sich Abänderungen ergeben.
Da die einzelnen Barren während der Zählung in Bewegung sind, können sie eine gewisse Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Vorschubrichtung haben. Es ist daher erforderlich, die von den Phototransistoren 34 gelieferten Signale nur kurzzeitig zu verwerten. Die Signale müssen dann so lange gespeichert werden, bis die Beschickung des Ofens abgeschlossen ist. Dann wird vom Endschalter LSE der Auswertimpuls gegeben.
In Fig. 3 ist schematisch eine Möglichkeit zur Ausbildung der Zähleinrichtung 24 angedeutet, die bei der -Einrichtung nach Fig. 1 verwendet werden kann. Der Endschalter LSD stösst eine Kippschaltung 40 an, die als Lageimpulsgeber arbeitet. Der Impuls wird je einem Eingang von Undgattern 42 zugeführt, die den einzelnen Phototransistoren 34 zugeordnet sind. Das Ausgangssignal jedes einzelnen Undgatters 42 wird dem Impulseingang je eines Gedächtniselementes 44 zugeführt, an dessen Eingang dann ein Signal entsteht, wenn auch das zugeordnete Undgatter ein Signal abgibt und so lange bestehen bleibt, bis die Kippschaltung über den Löscheingang wieder zurückgestellt wird.
Der Ausgang jeder einzelnen Gedächtnisschaltung 44 ist an den Eingang je eines Undgatters 46 angeschlossen. Die Ausgänge der ersten beiden Undgatter 46 sind in einem Odergatter 48 zusammengefasst. Der Ausgang dieses Odergatters ist mit dem Ausgang des dritten Undgatters 46 in einem Odergatter 50 zusammengefasst. In ähnlicher Weise sind zur Erfassung der weiteren Zählsignale aus den einzelnen Undgattern 46 weitere Odergatter 50 vorgesehen.
Der zweite Eingang der Undgatter 60 wird von dem Ausgangssignal eines zweiten Lageimpulsgebers 52 besetzt, der vom Endschalter LSE angestossen wird. Der Ausgangsimpuls wird dem ersten Undgatter 46 unmittelbar und den weiteren Undgattern jeweils über eine Stufe einer Verzögerungskette zugeführt, die aus Zeitgliedern TDi bis TD24 besteht. Das letzte Zeitglied TD24 gibt den Auswertimpuls an das Zählwerk 56 und stellt über die einzelnen Löscheingänge sämtliche Kippschaltungen 44 zurück.
In Fig. 4 ist eine Abwandlung der Zähleinrichtung schematisch dargestellt. Sie unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 3 insbesondere dadurch, dass nunmehr die Verzögerungskette an den ersten Lageimpulsgeber 40 angeschlossen ist, während die Rückstellung der Kippschaltungen 44 mittels des Ausgangssignals des zweiten Lageimpulsgebers 52 erfolgt. Das Zählwerk 56 erhält den Auswertimpuls in dem Moment, da der Endschalter LSE betätigt wird. Das Ergebnis wird in einem Speicher 58 festgehalten und der Rechenmaschine 26 zugeführt.
Das Zählwerk kann so ausgebildet sein, dass es für je vier Eingangsimpulse einen Ausgangsimpuls gibt, so dass die Zahl der Ausgangsimpulse im vorliegenden Beispiel der Zahl der Werkstücke entspricht.
Eine weitere Abwandlung ist in Fig. 5 dargestellt, in der sogenannte Weder-Noch-Gatter nach Fig. 6 verwendet worden sind. Unter einem Weder-Noch- Gatter versteht man ein logisches Element, das nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn kein einziger seiner Eingänge besetzt ist. Es handelt sich gewissermassen um die Umkehrung eines Undgatters, das bekanntlich immer dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn sämtliche Eingänge besetzt sind.
Als lichtempfindliche Elemente 35 werden solche verwendet, die bei Belichtung kein Ausgangssignal, bei fehlender Belichtung jedoch ein Ausgangssignal abgeben. Dies kann durch geeignete Schaltung lichtempfindlicher Widerstände und dergleichen ohne weiteres erreicht werden. An jedes dieser Elemente 35 ist ein Schaltkreis angeschlossen, der in Fig. 8 für sich dargestellt ist. Ferner sind Umkehrstufen 60, Gedächtnisschaltungen 62 und weitere Umkehrstufen 64 vorgesehen. Die Zeitglieder TDl sind ebenfalls nach dem Grundsatz des Weder-Noch-Gatters aufgebaut, wie Fig.9 zeigt.
Es sei hier noch bemerkt, dass das Nichtgatter am Eingang der Umkehrstufe 60 bei den übrigen Umkehrstufen 60' nicht mehr erforderlich ist, da im allgemeinen das Nichtgatter 72 imstande ist, die Signale für sämtliche Weder-Noch-Gatter 70 abzugeben.
Jedes der durch die Werkstücke gegen die Bestrahlung abgedeckte Element 35 gibt ein Zählsignal an das Weder-Noch-Gatter 68 ab, so dass an dessen Ausgang kein Signal erscheint. Damit bleibt der
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eine Eingang des Weder-Noch-Gatters 70 unbesetzt. Sobald der Endschalter LSD betätigt wird, gibt der Lageimpulsgeber 40 ein Signal ab, das im Nichtgatter 72 umgekehrt wird, so dass die zweiten Eingänge sämtlicher Weder-Noch-Gatter unbesetzt sind. Damit ist für alle diejenigen Weder-Noch-Gatter 70, denen unbelichtete Elemente 35 zugeordnet sind, die Bedingung für die Abgabe eines Ausgangssignals erfüllt.
Dieses Ausgangssignal wird dem einen Eingang von Weder-Noch-Gattern 74 zugeführt, so dass an deren Ausgang kein Signal entsteht. Der Eingang der Weder-Noch-Gatter 76 in den Umkehrstufen 64 wird demzufolge kein Signal erhalten. Sobald nun der Endschalter LSE vom Stempel 18 betätigt wird, gibt der zweite Lageimpulsgeber 52 ein Signal ab, das im Nichtgatter 78 umgekehrt wird. Beide Eingänge des ersten Weder-Noch-Gatters 76 sind dann unbesetzt, so dass ein Ausgangssignal entsteht.
Sobald der Einzelimpuls des zweiten Lageimpulsgebers 52 beendet ist, wird das Ausgangssignal des ersten Weder-Noch-Gatters 76 gelöscht. Dadurch entsteht der Zählimpuls für das Zählwerk 56, wenn das erste Element 35 unbelichtet war.
Ähnliche Einrichtungen sind jedem einzelnen Element 35 zugeordnet. Es entstehen Zählimpulse für das Zählwerk 56 in einer Reihenfolge, die von den Zeitgliedern TD1 bis TD24 vorgeschrieben wird.
Das Zeitglied TD gemäss Fig. 9 ist so aufgebaut, dass ein periodisch arbeitender Impulsgeber 80 jeweils einen Eingang des Undgatters 84 besetzt. Sobald am Eingang des Zeitgliedes ein Impuls auftritt, gibt die Kippschaltung 82 ein Ausgangssignal ab, so dass nunmehr beide Eingänge des Undgatters 84 besetzt sind und entsprechend den vom Impulsgeber 80 gelieferten Impulsen ein binäres Zählwerk 85 fortgeschaltet wird. Am Ausgang dieses Zählwerkes entsteht ein Ausgangsimpuls bei jedem zweiten Eingangsimpuls. Dieser Ausgangsimpuls wird zugleich dem Löscheingang der Kippschaltung 82 zugeführt. Anstelle dieses Zeitgliedes sind auch passive Verzögerungsmittel anwendbar.
Die Weder-Noch-Gatter gemäss den Fig. 6 und 7 können in bekannter Weise so verwirklicht werden, dass ein Transistor mit zwei oder mehreren Eingängen versehen wird. Am Ausgang entsteht dann und nur dann ein Signal, wenn keiner der Eingänge besetzt ist. Die verhältnismässig niedrige Basisemitterimpe- danz des Transistors gestattet es, im Eingang ohne Dioden auszukommen, selbst wenn man bis zu sechs oder sieben Eingänge anwendet. Bei der Anordnung nach Fig. 7 wird der ausnutzbare Temperaturbereich des Weder-Noch-Gatters dadurch erhöht, dass eine zusätzliche Basisvorspannung verwendet wird, die die thermisch erzeugten Ladungsträger im Transistor abzieht.
Ein Transistor besonderer Ausbildung, der unter dem Namen Phototransistor bekannt ist und in dem eine Strahlung die Ladungsträger erzeugt, die zur Sättigung erforderlich sind, kann dazu benutzt werden, um einen durch die Abwesenheit oder Anwesenheit von Licht charakterisierten Betriebszustand in ein elektrisches Signal umzusetzen. Dieses Prinzip wird bei den lichtempfindlichen Elementen 35 im Beispiel nach Fig. 5 angewendet.
Wie bereits erwähnt, können die einzelnen logischen Elemente auf der Grundlage von Magnetverstärkern oder Transistorverstärkern aufgebaut werden. Der Endschalter LSD erzeugt über den Lage- irnpulsgeber 40 einen kurzen Impuls über die Signalleitung 41. Der Belichtungszustand der einzelnen Phototransistoren 34 wird von den Gedächtnisschaltungen 44 registriert, und der aus der Betätigung des zweiten Endschalters LSE abgeleitete kurze Impuls leitet die Aufeinanderfolge von Zählimpulsen ein, die über die Leitung 55 dem Zählwerk 56 zugeführt werden.
Schliesslich wird nach Eintreffen des Auswertimpulses über die Leitung 57 das Ergebnis an die Rechenmaschine 26 weitergegeben. Das Zählwerk 56 wird zweckmässig so ausgebildet, dass es für je vier eintreffende Impulse einen Ausgangsimpuls abgibt.
Die der Maschine 26 zugeführte Information kann nach geeigneter Verarbeitung als Steuer- oder Regelsignal verwendet werden, beispielsweise um die Zufuhr weiterer Werkstücke zu veranlassen, wenn der Ofen nicht völlig ausgenutzt wird.
Während die Erfindung an einem Beispiel aus der Stahlindustrie erläutert wurde, ist sie auch in vielen anderen Zweigen der Bearbeitungstechnik anwendbar, und zwar insbesondere zur Kontrolle der Beschickung von Werkzeugmaschinen und dergleichen. Einzelheiten im Aufbau der Zähleinrichtung ergeben sich dabei aus den jeweils vorliegenden Bedingungen.