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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Presse.
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Im
Allgemeinen ist die elektrische Presse mit einem Elektromotor als
einer Antriebsquelle für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung
eines Stößels relativ zu einem Erzeugnis ausgestattet,
das durch die Druckwirkung verarbeitet werden soll. In diesem Zusammenhang
ist die elektrische Presse im Allgemeinen mit einem Raumsensor zum
sofortigen Anhalten der Antriebsquelle in einem Notfall ausgestattet,
um Unfälle zu verhindern, wenn die Bedienungsperson zum
Beispiel in einen vorgegebenen Raum rund um die elektrische Presse
kommt, während die elektrische Presse angetrieben wird.
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Andererseits
ist es erwünscht, dass die Bedienungsperson in den der
elektrischen Presse zugeordneten vorgegebenen Raum eintritt, um
die elektrische Presse in einem Fall entsprechend anzusteuern, in
dem das zu bearbeitende Erzeugnis geändert wird und/oder
der Betriebsmodus geändert wird. Deswegen ist die elektrische
Presse mit einer Einrichtung ausgestattet, die dem Raumsensor ein Sperrsignal
zuführt, um den Raumsensor zu deaktivieren, während
sich der Stößel der elektrischen Presse in einem
vorgegebenen Zustand, wie in einem Bereitschaftszustand, befindet.
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Als
ein Stand der Technik kann die
JP-A-10-277800 bezeichnet werden.
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Es
kann jedoch vorkommen, dass die zentrale Steuereinheit (CPU – Central
Processing Unit) in einem unkontrollierten Zustand arbeitet. Unter
diesen Umständen besteht eine Gefahr darin, dass die Einrichtung,
die den Raumsensor deaktiviert, betätigt werden kann, wenn
sich die elektrische Presse nicht in einem Bereitschaftszustand
befindet und der Raumsensor nicht arbeitet. Deswegen kann die elektrische
Presse mit mehreren CPU's zum Überwachen eines Überwachungssignals
ausgestattet sein, um den unkontrollierten Betriebszustand der CPU
zu ermitteln. Diese Methode ist jedoch nicht zuverlässig, da
das Überwachungssignal durch Software erzeugt wird und
es angenommen wird, dass die Programme während des unkontrollierten
Betriebs der CPU unkontrolliert ablaufen können.
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Es
ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diese Probleme des Standes der
Technik zu lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Zur
Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäß vorgeschlagen,
eine elektrische Presse mit einem Stößel zu realisieren,
der betätigt wird, um sich relativ zu einem zu bearbeitenden
Erzeugnis zu bewegen, und mit einem daran angeschlossenen Raumsensor
zum Ermitteln einer Person, die einen der elektrischen Presse zugeordneten
vorgegebenen Raum betritt, wobei die elektrische Presse ein Erfassungsmittel
zur Ermittlung eines vorgegebenen Zustands der elektrischen Presse,
ein Signalerzeugungsmittel, das auf die Ermittlung des vorgegebenen
Zustands der elektrischen Presse durch das Erfassungsmittel reagiert,
um ein Signal zum Deaktivieren des Raumsensors zu erzeugen, während
sich die elektrische Presse in dem vorgegebenen Zustand befindet,
sowie ein Überwachungsmittel zur Überwachung umfasst,
ob das Signalerzeugungsmittel im Normalbetrieb arbeitet.
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Es
ist vorteilhaft, wenn das Erfassungsmittel ein erstes Erfassungsmittel
und ein zweites Erfassungsmittel umfasst. Es ist vorteilhaft, wenn
das Signalerzeugungsmittel ein erstes Signalerzeugungsmittel und
ein zweites Signalerzeugungsmittel umfasst. Es ist vorteilhaft,
wenn das Überwachungsmittel ein erstes Überwachungsmittel
zur Überwachung umfasst, ob das erste Signalerzeugungsmittel
im Normalbetrieb arbeitet, und ein zweites Überwachungsmittel
zur Überwachung umfasst, ob das zweite Signalerzeugungsmittel
im Normalbetrieb arbeitet. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das
erste und das zweite Signalerzeugungsmittel am Erzeugen des Signals
zum Deaktivieren des Raumsensors in dem Fall gehindert werden, in
dem das erste oder das zweite Signalerzeugungsmittel nicht im Normalbetrieb
arbeitet.
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Das
Signalerzeugungsmittel und das Überwachungsmittel können
durch eine zentrale Steuereinheit (CPU) gebildet werden. Um das
erste Überwachungsmittel, das überwacht, ob das
erste Signalerzeugungsmittel im Normalbetrieb arbeitet, und um das
zweite Signalerzeugungsmittel zu bilden, kann zum Beispiel eine
untergeordnete zentrale Steuereinheit vorgesehen sein. Weiterhin
kann eine zentrale Hauptsteuereinheit vorgesehen sein, um das zweite Überwachungsmittel,
das überwacht, ob das zweite Signalerzeugungsmittel im
Normalbetrieb arbeitet, und um das erste Signalerzeugungsmittel
zu bilden.
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Weiterhin
reagiert das erste Erfassungsmittel auf das Antriebssignal des Antriebsmotors
der elektrischen Presse, um den vorgegebenen Zustand der elektrischen
Presse zu ermitteln, während das zweite Erfassungsmittel
die Position des Stößels der elektrischen Presse
und dadurch den vorgegebenen Zustand der elektrischen Presse ermittelt.
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Weiterhin
kann der vorgegebene Zustand der elektrischen Presse der Zustand
sein, in dem sich der Stößel in einer Bereitschaftsposition
befindet oder in dem sich der Stößel in die Bereitschaftsposition
bewegt.
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Die
erfindungsgemäße elektrische Presse arbeitet betriebssicher,
da sie keine Betriebsfehler, wie das Deaktivieren des Raumsensors
aufweist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaltbild der Erfindung, das eine Ausführung
der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Flussdiagramm der Erfindung, das die Funktion einer Ausführung
der Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Flussdiagramm der Erfindung, das die Funktion einer Ausführung
der Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER
VORTEILHAFTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die auf den beiliegenden Zeichnungen
gezeigte Ausführung ausführlich beschrieben.
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In 1 ist
die elektrische Presse A mit einem Stößel 51 versehen,
der durch einen Servomotor 50 aufwärts und abwärts
bewegt wird, der, gesteuert durch eine Haupt-CPU 1, mittels
eines Servoantriebs (SVD) 10 angetrieben wird.
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Die
Haupt-CPU 1 steuert numerisch die Drehung des Servomotors 50.
Die Drehung des Servomotors 50 wird mittels eines Gewindemechanismus in
eine geradlinige Bewegung zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen
des Stößels 51 umgewandelt. Das Bezugszeichen 52 bezeichnet
einen Positionsgeber und das Bezugszeichen 53 bezeichnet
eine Bremse. Die Haupt-CPU 1 reagiert auf ein Rückkopplungssignal
des Positionsgebers 52, um eine numerische Steuerung der
Drehung des Servomotors 50 durch den Servoantrieb 10 durchzuführen.
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Der
Stößel 51 weist einen anderen Positionsgeber 9 auf,
der die Position des Stößels 51 direkt
ermittelt. Das Positionsermittlungssignal wird zu einer untergeordneten
CPU 3 übertragen.
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Die
untergeordnete CPU 3 und die Haupt-CPU 1 sind
so ausgebildet, dass sie das Positionsermittlungssignal austauschen.
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Die
Haupt-CPU 1 reagiert auf das Signal des Positionsgebers 52,
indem sie das Positionsermittlungssignal einem Relais 2 zuführt,
wenn sich der Stößel 51 in einer vorgegebenen
Position befindet, d. h., bei der Ausführung in einer Bereitschaftsposition, oder
während sich der Stößel 51 in
die Bereitschaftsposition bewegt. Das Relais 2 reagiert
auf das Positionsermittlungssignal, indem es ein Sperrsignal einem
Raumsensor 30 zuführt. Mit dem Raumsensor 30 ist
eine AND-Schaltung 31 verbunden. Der Raumsensor 30 wird
deaktiviert und der Ausgang der AND-Schaltung 31 wird auf
logisch „1" gesetzt, wenn das Sperrsignal vom Relais 2 und
ein Sperrsignal von einem Relais 4 empfangen werden, das
später beschrieben wird.
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Mit
dem Raumsensor 30 ist ein Notregler (EMG) 32 verbunden.
Der Notregler 32 ist mit einer Stromunterbrechungsschaltung 33 verbunden.
Die Stromunterbrechungsschaltung 33 ist zwischen der Haupt-CPU 1 und
dem Servoantrieb 10 angeordnet, um das Signal von der Haupt-CPU 1 zu
unterbrechen und dadurch die elektrische Presse A anzuhalten.
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Der
Raumsensor 30 ist zur Ermittlung einer Bedienungsperson
vorgesehen, die in einen der elektrischen Presse A zugeordneten,
vorgegebenen Raum eintritt, und zum Ansteuern des Notreglers 32 und
der Stromunterbrechungsschaltung 33 und dadurch zum Anhalten
der elektrischen Presse A.
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Wenn
der Raumsensor 30 deaktiviert wird, wird die elektrische
Presse A nicht angehalten, selbst wenn die Bedienungsperson den
vorgegebenen Raum betritt. Unter diesen Umständen ist die
Bedienungsperson in der Lage, die elektrische Presse A im vorgegebenen
Raum zu bedienen.
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Die
untergeordnete CPU 3 reagiert auf das Signal vom Positionsgeber 9,
der die Position des Stößels 51 ermittelt,
und führt dem Relais 4 ein Signal zu, das anzeigt,
dass sich der Stößel 51 in der Bereitschaftsposition
befindet oder sich in die Bereitschaftsposition bewegt. Das Relais 4 reagiert
auf das Positionsanzeigesignal, indem es dem Raumsensor 30 über
die AND-Schaltung 31 ein Sperrsignal zuführt.
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Die
Haupt-CPU 1 und die untergeordnete CPU 3 erfüllen
zusätzlich zu den Funktionen zum Erzeugen der Signale zum
Deaktivieren des Raumsensors 30 Funktionen als Mittel zum
gegenseitigen Überwachen.
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Genau
führt die Haupt-CPU 1 dem Relais 2 das
Ermittlungssignal zu, das den Zustand des Stößels 51 feststellt,
der sich in der Bereitschaftsposition befindet oder sich in die
Bereitschaftsposition bewegt. Gleichzeitig prüft die Haupt-CPU 1 den
Ausgang des Relais 4. Wenn das Relais 4 das Sperrsignal
nicht erzeugt, schaltet die Haupt-CPU 1 das Relais 2 ab,
wodurch sie das Relais 2 am Erzeugen des Sperrsignals hindert.
Dann führt die Haupt-CPU 1 der untergeordneten
CPU 3 ein Signal zu, das anzeigt, dass das Relais 4 außer
Betrieb ist. Andererseits empfängt die Haupt-CPU 1 von
der untergeordneten CPU 3 ein Signal, das den Zustand der
untergeordneten CPU 3 anzeigt. Die Zustände der
beiden CPU's werden verglichen. Wenn entschieden wird, dass die
beiden Zustände identisch sind, wird entschieden, dass
die untergeordnete CPU 3 in Ordnung ist, während
das Relais 4 außer Betrieb ist. Wenn entschieden
wird, dass die Zustände der beiden CPU's nicht identisch
sind, wird entschieden, dass die untergeordnete CPU 3 oder
die Haupt-CPU 1 außer Betrieb ist.
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Ähnlich
führt die untergeordnete CPU 3 dem Relais 4 das
Ermittlungssignal zu, das den Zustand des Stößels 51 erfasst,
der sich in der Bereitschaftsposition befindet oder sich in die
Bereitschaftsposition bewegt. Gleichzeitig prüft die untergeordnete CPU 3 den
Ausgang des Relais 2. Wenn das Relais 2 das Sperrsignal
nicht erzeugt, schaltet die untergeordnete CPU 3 das Relais 4 ab,
wodurch sie das Relais 4 am Erzeugen des Sperrsignals hindert.
Dann führt die untergeordnete CPU 3 der Haupt-CPU 1 ein Signal
zu, das anzeigt, dass das Relais 2 außer Betrieb
ist. Andererseits empfängt die untergeordnete CPU 3 von
der Haupt-CPU 1 ein Signal, das den Zustand der Haupt-CPU 3 anzeigt.
Die Zustände der beiden CPU's werden verglichen. Wenn entschieden wird,
dass die beiden Zustände identisch sind, wird entschieden,
dass die Haupt-CPU 1 in Ordnung ist, während das
Relais 2 außer Betrieb ist. Wenn entschieden wird,
dass die Zustände der beiden CPU's nicht identisch sind,
wird entschieden, dass die Haupt-CPU 1 oder die untergeordnete
CPU 1 außer Betrieb ist.
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Auf
der Grundlage derartiger Entscheidungen können Fehler angezeigt
werden und/oder das System kann angehalten werden.
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Mit
der oben erwähnten Anordnung wird in dem Fall, in dem die
Haupt-CPU 1, die nebengeordnete CPU 3, der Servoantrieb 10,
der Servomotor 50, der Positionsgeber 52, der
Positionsgeber 9, das Relais 2, oder das Relais 4 fehlerhaft
ist, das Erzeugen des Sperrsignals durch das Relais 2 und
das Relais 4 verhindert und der Raumsensor wird nicht deaktiviert.
Deswegen kann die Betriebssicherheit gewährleistet werden.
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Nachfolgend
wird im Zusammenhang mit 2 und 3 die Funktion
erläutert.
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Zunächst
wird im Zusammenhang mit 2 die Funktion der Haupt-CPU 1 und
der untergeordneten CPU 3 erläutert.
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Wenn
die Stromquelle eingeschaltet wird oder zum Zeitpunkt einer durch
einen Befehl hervor gerufenen Änderung der Bereitschaftsposition
des Stößels 51 führt die Haupt-CPU 1 der
untergeordneten CPU 3 ein Signal zu, das anzeigt, dass
sich der Stößel 51 in der Bereitschaftsposition
befindet und bestätigt, dass sich der Stößel 51 in
der gleichen Bereitschaftsposition befindet (Schritt S 1).
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Danach
prüft die Haupt-CPU 1, ob sich die elektrische
Presse A in einem vorgegebenen Zustand befindet. Bei der gezeigten
Ausführung prüft die Haupt-CPU 1, ob
sich der Stößel 51 in der Bereitschaftsposition
befindet oder sich in der Bewegung in die Bereitschaftsposition
befindet (Schritt S 2). Wenn sich der Stößel 51 in
der Bereitschaftsposition befindet oder sich in die Bereitschaftsposition
bewegt, erzeugt die CPU 1 ein Signal, das die Position
des Stößels 51 anzeigt (Schritt S 4).
Als Reaktion auf das Positionsanzeigesignal von der Haupt-CPU 1 wird
das Relais 2 eingeschaltet und führt dem Raumsensor 30 über
die AND-Schaltung 31 ein Sperrsignal zu (Schritt S 5).
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Wenn
sich die elektrische Presse A nicht im vorgegebenen Zustand befindet,
wird das Relais 2 abgeschaltet, um das Erzeugen des Sperrsignals durch
das Relais 2 zu verhindern (Schritt S 3) und das Programm
kehrt zum Schritt 2 zurück.
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Weiterhin überprüft
die Haupt-CPU 1 das Relais 4, das der untergeordneten
CPU 3 zugeordnet ist, und prüft, ob das Relais 4 ein
Sperrsignal erzeugt (Schritt S 6). Wenn das Relais 4 das
Sperrsignal erzeugt, kehrt das Programm zum Schritt 2 zurück.
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Wenn
das Relais 4 das Sperrsignal nicht erzeugt, schaltet die
Haupt-CPU 1 das Relais 2 ab, um das Relais 4 am
Erzeugen des Sperrsignals zu hindern (Schritt S 7). Dann führt
die Haupt-CPU 1 der untergeordneten CPU 3 ein
Signal zu, das anzeigt, dass das Relais 4 außer
Betrieb ist (Schritt S 8), und empfängt dann ein Signal,
dass den Zustand der untergeordneten CPU 3 anzeigt (Schritt
S 9). Die Zustände der Haupt- und der untergeordneten CPU's werden
miteinander verglichen (Schritt S 10), Wenn entschieden wird, dass
die beiden Zustände identisch sind, wird entschieden, dass
die untergeordnete CPU 3 in Ordnung ist, und dass das Relais 4 außer Betrieb
ist (Schritt S 11). Wenn entschieden wird, dass die beiden Zustände
nicht identisch sind, wird entschieden, dass die untergeordnete
CPU 3 oder die Haupt-CPU 1 (Schritt S 12) außer
Betrieb ist und dann werden Fehler durch deren Anzeigen oder durch
Anhalten des Systems (Schritt S 13) behandelt.
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Nachfolgend
wird im Zusammenhang mit 3 die Funktion der untergeordneten
CPU 3 und des Relais 4 erläutert.
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Wenn
die Stromquelle eingeschaltet wird oder zum Zeitpunkt der durch
einen Befehl hervor gerufenen Änderung der Bereitschaftsposition
des Stößels 51 empfängt die
untergeordnete CPU 3 ein Signal zu von der Haupt-CPU 1,
das anzeigt, dass sich der Stößel 51 in
der Bereitschaftsposition befindet und bestätigt, dass
sich der Stößel 51 in der Bereitschaftsposition
befindet (Schritt S 30).
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Danach
prüft die nebengeordnete CPU 3 ein Signal vom
Positionsgeber 9, das die Position des Stößels 51 anzeigt,
und bestätigt, dass sich der Stößel 51 in
der Bereitschaftsposition befindet oder sich in die Bereitschaftsposition
bewegt (Schritt S 31). Wenn sich der Stößel 51 in
der Bereitschaftsposition befindet oder sich in die Bereitschaftsposition
bewegt, erzeugt die untergeordnete CPU 3 ein Signal, das
die Position des Stößels 51 anzeigt (Schritt
S 33). Als Reaktion auf das Positionsanzeigesignal von der untergeordneten
CPU 3 wird das Relais 4 eingeschaltet und führt
dem Raumsensor 30 über die AND-Schaltung 31 ein
Sperrsignal zu (Schritt S 34).
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Wenn
sich der Stößel 51 nicht in der Bereitschaftsposition
befindet oder sich nicht in die Bereitschaftsposition bewegt, schaltet
die untergeordnete CPU 3 das Relais 4 ab, um das
Erzeugen des Sperrsignals durch das Relais 4 zu verhindern
(Schritt S 32) und das Programm kehrt zum Schritt 31 zurück.
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Weiterhin überprüft
die nebengeordnete CPU 3 das Relais 2, das der
Haupt-CPU 1 zugeordnet ist, und prüft, ob das
Relais 2 ein Sperrsignal erzeugt (Schritt S 35). Wenn das
Relais 2 das Sperrsignal erzeugt, kehrt das Programm zum
Schritt 31 zurück.
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Wenn
das Relais 2 das Sperrsignal nicht erzeugt, schaltet die
nebengeordnete CPU 3 das Relais 4 ab, um das Relais 4 am
Erzeugen des Sperrsignals zu hindern (Schritt S 36). Dann führt
die nebengeordnete CPU 3 der Haupt-CPU 1 ein Signal
zu, das anzeigt, dass das Relais 2 außer Betrieb
ist (Schritt S 37), und empfängt dann ein Signal, das den
Zustand der Haupt-CPU 1 anzeigt (Schritt S 38). Die Zustände der
Haupt- und der nebengeordneten CPU's werden miteinander verglichen
(Schritt S 39). Wenn entschieden wird, dass die beiden Zustände
identisch sind, wird entschieden, dass die Haupt-CPU 1 in
Ordnung ist, und dass das Relais 2 außer Betrieb
ist (Schritt S 40). Wenn entschieden wird, dass die beiden Zustände
nicht identisch sind, wird entschieden, dass die Haupt-CPU 1 oder
die nebengeordnete CPU 3 (Schritt S 41) außer
Betrieb ist und dann werden Fehler durch deren Anzeigen oder durch
Anhalten des Systems (Schritt S 42) behandelt.
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Der
Raumsensor 30 wird durch ein Sperrsignal deaktiviert, das
dem Raumsensor 30 zugeführt wird, wenn der Ausgang
der AND-Schaltung 31 auf logisch „1" gesetzt wird,
wenn sowohl das Relais 2 als auch das Relais 4 eingeschaltet
werden.
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Andererseits
wird der Raumsensor 30 nicht deaktiviert, wenn die ermittelten
Zustände der Haupt- und der nebengeordneten CPU bezüglich
der Position des Stößels 51 nicht identisch
sind. Weiterhin wird der Raumsensor 30 nicht deaktiviert,
wenn eines der Relais 2 und 4 außer Betrieb
ist oder wenn beide Relais 2 und 4 außer
Betrieb sind.
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Deswegen
wird der Raumsensor 30 normalerweise daran gehindert, den
deaktivierten Zustand anzunehmen, der sonst durch Betätigungsfehler
des Systems verursacht werden kann.
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Es
ist ersichtlich, dass die oben beschriebene Erfindung vielfältig
modifiziert werden kann. Derartige Änderungen sind nicht
als Abweichungen vom Gedanken und Rahmen der Erfindung anzusehen und
sämtliche derartigen Änderungen sollen durch die
folgenden Ansprüche erfasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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