DE1055093B

DE1055093B - Anordnung zur selbsttaetigen elektrischen Programmsteuerung von Arbeitsmaschinen

Info

Publication number: DE1055093B
Application number: DEG8994A
Authority: DE
Inventors: Ernst Gallas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-05-31
Filing date: 1952-05-31
Publication date: 1959-04-16

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen elektrischen Programmsteuerung von Arbeitsmaschinen unter Verwendung eines Arbeitsrichtungswählers und eines Arbeitslängenwählers, mit denen die Arbeitskommandos festgehalten und nach Umschalten der Anordnung auf Wiedergabe in der gleichen Reihenfolge wiederholt werden.

Nicht alle der bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art vermochten 'die an sie gestellten Anforderungen zu erfüllen, weil die Selbststeuerungen vielfach umständlich, kompliziert und damit recht störanfällig aufgebaut waren. So ist z. B. eine Werkzeugmaschinen-Selbststeuerung mit beliebig einstellbarem Arbeitsspiel bekanntgeworden, bei welcher die bei der Herstellung des ersten Musterwerkstückes durch Bedienung der Maschine von Hand gesteuerten Vorschubweglängen oder Vors chufogeschwindigkeiten oder Bedienungsgriffe für die Einstellung des Revolverkopfes durch Betätigung eines oder mehrerer Tabulatorknöpfe so von der Selbststeuerung festgehalten werden, daß die Maschine die weiteren Werkstücke mit den gleichen Vorschubweglängen, Geschwindigkeiten und Werkzeugen selbsttätig bearbeitet. Auch ein bekanntgewordenes Verfahren zur automatischen Befehlsgebung für eine Reihe ständig wiederkehrender Arbeitsvorgänge bringt keine nennenswerten Vorteile, da es umfangreiche elektrische Bauteile notwendig macht und zudem mit einem Magnetband arbeitet, bei dem die Afbeitsweglänge usw. erst wieder gelöscht werden müssen. Ohne Zusatzgeräte entsteht bei diesem Verfahren beträchtlicher Leerlauf. Eine weiter bekanntgewordene Einrichtung, die insbesondere für Revolver- und ähnliche Drehbänke vorgesehen ist, arbeitet mit Vorwahlschaltung und Programmsteuerung für Drehzahl und Vorschub. Die Festlegung des Arbeitsablaufes erfolgt durch eine Fachkraft; die zur Steuerung erforderliche Lochkarte wird hiernach angefertigt. Die Schaltung selbst erfolgt vom Revolverkopf aus, welcher eine Kontaktwalze für die Programmsteuerung betätigt. In der Reihe der elektrischen Programmsteuerungen sind schließlich auch noch zwei mit gelochten Papierstreifen arbeitende Einrichtungen bekanntgeworden. Bei der einen ist der Papierstreifen über eine mit mehreren Kontaktfingern versehene Walze gespannt. Sobald einer der Kontaktfinger auf eine Lochung trifft, tritt dieser hervor und löst einen Kontakt aus. Der Impuls wird zu einem der elektrischen Verstärker geleitet, von welchem aus die Motoren gesteuert werden. Der vor Benutzung gelochte Streifen kann immer nur für die gleiche Arbeit verwendet, jedoch niemals gelöscht werden. Die andere der beiden Einrichtungen arbeitet mit einer Papierrolle, deren Lochungen ebenfalls durch Kontaktfinger abgetastet werden und die Schaltimpulse für die Be-Anordnung zur selbsttätigen elektrischen Programmsteuerung von Arbeitsmaschinen

Anmelder:
Ernst Gallas, Hannover, Goethestr.41

Ernst Gallas, Hannover,
ist als Erfinder genannt worden

wegung der Werkzeuge auslösen. Nach Beendigung eines Arbeitsganges wird bei dieser Lösung die Trommel mit der Papierrolle für den nächsten Arbeitsgang weitertransportiert.

Die vorgeschlagene Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die notwendigen Bauteile auf ein Mindestmaß zu beschränken, wodurch umfangreiche und komplizierte Schaltungen entbehrlich werden. Die erfindungsgemäße Anordnung besteht deshalb im wesentlichen darin, daß sowohl der Arbeitsrichtungs- als auch der Arbeitslängenwähler Rollen enthält, über die eine Aluminiumfolie gespannt wird, und Magnete die Arbeitskommandos durch Eindrücken der Folie festhalten und daß bei der Wiedergabe die gleichen Magnete die eingeprägten Arbeitskommandos abtasten. Nach der Erfindung werden für die Prägung die Magnete elektrisch betätigt, während die Abtastung durch Federkraft erfolgt, wobei die Steuerstromkreise durch Kontakte betätigt werden. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Präg- und Tastkopf aus einer in die Spitze des Taststiftes eingewalzten Kugel besteht. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Arbeitslängen wähler aus einzelnen Rollen, auf deren Umfang in etwa einem Drittel der Rollenbreite die Zahlen 0 bis 9 angebracht sind, während über die restliche Rollenbreite die Aluminium-

4-5 folie gespannt und durch eine Schiene festgehalten wird. Vervollkommnet wird die vorgeschlagene Erfindung schließlich noch dadurch, daß für die Kontrolle der gefertigten Stückzahlen ein Zählwerk vorgesehen ist.

Die Vorteile der vorgeschlagenen Erfindung liegen klar auf der Hand:

Neben störunanfälligen und zudem übersichtlich angeordneten elektrischen Elementen sind nur wenige, nicht dem Verschleiß unterliegende mechanische Teile

809 730/391

erforderlich. Komplizierte Kontaktfingersysteme zur Abtastung, Schrittschaltwerke, Xockenscheiben oder ähnliche mechanische Glieder sind ebenso entbehrlich wie Frequenzgeneratoren, Fotozellen, Röhrenverstärker und Transformatoren auf der elektrischen Seite. Der Hauptvorteil besteht jedoch in der Anwendung einer dünnen, beliebig oft verwendbaren Aluminiumfolie, in die die Arbeitskommandos eingeprägt werden. Sofern die Folie mit einer bestimmten Prägung nicht weiterbenutzt werden soll, braucht sie für die Prägung bei einem neuen Werkstück lediglich von Hand glattgestrichen zu werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführung.-beispiel in Schaltstellung »Aufnahme« schematich dargestellt. Die Anordnung besteht im wesentlichen aus drei Haupteilen, und zwar zeigt

Teil I den Arbeitsrichtungswähler,

Teil II den Arbeitslängenwähler und

Teil III das Zählwerk.

Im Arbeitsrichtungswähler I befindet sich eine drehbar gelagerte Rolle 1, in deren Längsrichtung die gleiche Anzahl Prägetastmagnete Gl bis G12 angeordnet ist. wie Drucktasten Π bis Γ12 vorhanden sind. Über die Rolle 1 ist eine Folie la gespannt, die durch die Spannschiene 2 gehalten wird. Die Folie la kann beliebig oft verwendet werden. Die insgesamt mit 3 bezeichneten Drucktasten Π bis T12 sind für die Einstellung der Arbeitsrichtung bestimmt und tragen je ein technisches Richtnngszeichen. Die insgesamt mit 4 bezeichneten Prägetastmagnete Gl bis G12 sind zu einer Baueinheit zusammengefaßt. Dk Drucktasten TIl und T12 sind an Stelle der technischen Richtnngszeichen mit Buchstabenindizes versehen. So bedeutet Sp »Spannen« und E »End- und Umschalten<-. des Werkstückes. Durch Betätigung einer der Drucktasten Tl bis T12 bekommt der zugehörige Prägemagnet Spannung und prägt in die Folie Iff mit einem Taster, in dessen oberem Ende sich eine Kugel befindet, eine Vertiefung. Die Weiterbewegung der Rolle 1 erfolgt mittels des Klinkenrades 5 und des mit diesem zusammenwirkenden Schaltmagnet 6. Durch die Taste 7, in Verbindung mit dem Doppelumschalter 8, 9, gestattet die Einrichtung eine \*on der Arbeitsmaschine bzw. vom Konstruktionstiscli unabhängige Prägung der Folie 1 tr. Wenn der Dopp-elumschalter 8, 9 auf A (Aufnahme) geschaltet ist. kann die Richtungsprägung in der Folie 1 α erfolgen. Für die Wiedergabe schaltet man den Doppelumschalter 8,9 auf W (Wiedergabe). Dabei werden die Drucktasten Tl bis T12 sowie die in der Baueinheit 10 zusammengefaßten Magnete G1 bis G12 stromlos. Das jeweilige Kontaktpaar am Taster, das gleichzeitig als Haltekontakt dient, löst ein in der Zeichnung nicht weiter dargestelltes Betätigungselement der ebenfalls nicht dargestellten Arbeitsmaschine aus.

Der Teil II ist, wie schon erwähnt, der Arbeitslängenwähler, eine im wesentlichen aus Rollen bestehende und einem Zählwerk gleichende Einrichtung. Auf dem Umfang der Rollen, in etwa einem Drittel der Rollenbreite, sind die Zahlen 0 bis 9 angebracht. Gegenüber jeder Zahl, in der Mitte der restlichen Breite, befindet sich eine in derZeichnung nicht weiter dargestellte Bohrung. Über den Umfang dieser restlichen Breite ist je eine Folie, ähnlich der Folie la, gespannt, welche bei jeder der Rollen durch die Schiene 2' festgehalten wird. Der Antrieb der Rollen 12 erfolgt mittels der Antriebswelle 13. Mit 14 ist der Xullhebel bezeichnet. Durch diesen werden alle Zahlen der Rollen nach Ablauf des Arbeitsspiels durch Drücken oder Ziehen der im Punkt X drehbar gelagerten Schiene 15 auf Null gestellt. Die Schiene 15 wird durch den Schaltmagnet 19 betätigt. Dieser gibt gleichzeitig über ein Kontaktpaar einen Steuerimpuls an den Schaltmagnet 20. Der Schaltmagnet 20 wiederum betätigt seinerseits die in der Baueinheit 10' zusammengefaßten Schaltmagnete Nl bis Λ^Τ5. Der Doppelumschalter 16,17 ist zum Einstellen der Aufnahme- und Wiedergabestellung vorgesehen. In Stellung »AViedergabe« gelangt der Stromimpuls von der Taste 18 her an die Baueinheit 10' mit ihren Magneten -Vl bis JV5. Der Prägevorgang durch die Magnete ΛΊ bis iV5 erfolgt nun im gleichen Sinne wie der bei Teil I beschriebene Prägevorgang der Magnete Gl bis G12. Wenn der Doppel umschal ter 16_J17 auf »Wiedergabe« geschaltet ist, fließt der Strom über die Kontaktpaare der stromlosen Magnete der Baueinheit 10 zum Schaltmagnet 6 des Arbeitsrichtungswählers I. Der Teil III ist ein Zählwerk und dient zur Stückzahlkontrolle der gefertigten Werkstücke; seine Betätigung erfolgt vom Teil II aus.

Der Arbeitsvorgang der selbsttätigen elektrischen Programmsteuerung ist nun folgender:

Die Folie la wird um die Folie 1 herumgelegt und mit der Spannschiene 2 befestigt. Die Baueinheit 10 wird zu diesem Zweck vorher zurückgezogen und durch eine nicht weiter dargestellte Verriegelung so lange festgehalten, bis die Folie gänzlich glatt gespannt ist. Soll die Aufnahme erfolgen, so wird der Netzschalter 11 eingelegt und der Doppelumschalter 8,9 in Aufnahmestellung gelegt (Kontakt-J). Durch Drücken, beispielsweise der Drucktaste T 9, erhält der Prägemagnet G 9 Strom und prägt in die Folie la eine Vertiefung ein. Zur Erzielung einer entsprechenden Prägetiefe auf der Folie la sind unter dieser, nämlich auf der Rolle I₁ eine entsprechende Anzahl Bohrungen angeordnet, die in der Zeichnung jedoch nicht weiter dargestellt sind. Das gleiche trifft für die im Teil II verwendeten Rallen 12 zu. Nach erfolgter Prägung wird die Taste 7 gedrückt; der Schaltmagnet 6 erhält einen Impuls und schaltet die Rolle 1 in die nächste Prägestellung, worauf die nächste Drucktaste gedrückt werden kann. Die Weiterschaltung der Rolle 1 für die dann folgende Prägung geschieht wieder durch die Taste 7. Der geschilderte Vorgang wird so lange wiederholt, bis alle Wegrichtungen des Werkstückes geprägt sind. Eine schon geprägte Wegrichtung kann ohne weiteres wiederholt werden.

Beim Arbeitslängenwähler II erfolgt das Herumlegen der Folien um die Rollen 12 in der gleichen, beim Teil I schon geschilderten Weise. Das Einstellen der Zahlen auf den Rollen 12 geschieht von Hand nach Zurückziehen der Baueinheit 10'. Wenn die jeweiligen Zahlen eingestellt sind, wird die Baueinheit 10' losgelassen und der Doppelumschalter 16,17 auf A (Aufnahme) gelegt. Beim Drücken der Taste 18 erfolgt der Prägeimpuls auf die auf den Rollen 12 aufgespannten Folien, weil die Prägemagnete -Vl bis -V5 einen entsprechenden Schaltstrom erhalten. Zu beachten ist dabei, daß die Reihenfolge der Prägung beim Teil I die gleiche ist wie beim Teil II. Die Einstellung der Zahlen auf den Rollen 12 erfolgt so oft, wie Arbeitswegrichtungen geprägt worden sind. Der zuerst eingeprägten Zahl (= Arbeitsweglänge) werden die nun folgenden Arbeitsweglängenzahlen hinzuaddiert. Hinzuaddiert wird für die End- bzw. Umschaltung ebenfalls noch-eine Vorlaufzahl. Bei genauer Anpassung der Umdrehungszahl an die Übersetzung der Maschine entspricht die Weglängenzahl der Arbeitsweglänge. Bei der Einstellung der hinzuzuaddierenden Weglängen-

Claims

zahlen wird der Nullhebel 14 gedrückt. Nach Umschalten der Doppelumschalter 8, 9 und 16,17 auf »Wiedergabe« arbeitet die Programmsteuerung selbsttätig. Die Schaltimpulse erfolgen nach der im Arbeitslängenwähler II vorher eingestelken Reihenfolge nach Erreichen der jeweils eingeprägten Zahlen. Ist die jeweils eingeprägte Weglängenzahl erreicht, werden die Kontakte der stromlosen Magnete Nl bis N 5 der Baueinheit 10' geschlossen, und es gelangt ein Impuls an den Schaltmagnet 6, der seinerseits die Rolle 1 für die nächstfolgende Arbeitswegrichtung weiterdreht. Bei Fertigstellung des Werkstückes gelangt ein Impuls vom Magnet G12 an den Magnet 19, wobei die Antriebswelle 13 ausgekuppelt und der Nullhebel gezogen wird; das Zählwerk zählt das gefertigte Werkstück, und über das Kontaktpaar des Schaltmagnets 19 geht ein Impuls an den Schaltmagnet 20. Der Schaltmagnet 20 zieht sodann die Einheit 10' für die Nullstellung zurück und gibt einen Impuls an den Schaltmagnet 6 für das nächstfolgende Werkstück. Die Rahmen der Baueinheiten 10 und 10' sind gleichzeitig zur Begrenzung der Weglängen der Taststifte eingerichtet (in der Zeichnung nicht dargestellt). Eine Erweiterung des Arbeitsbereiches, etwa bei größeren Werkstücken, ist durch Verdopplung des Umfanges der Rolle 1 !eicht zu erreichen. Die Steuerung kann außer für das beschriebene Tastsystem selbstverständlich auch sowohl für direkte Schaltvorgänge als auch als Wählsystem ausgebildet werden, wobei letzteres dann von einer Zentrale bedient und gesteuert wird. Patentansprüche:

1. Anordnung zur selbsttätigen Programmsteuerung von Arbeitsmaschinen unter Verwendung eines Arbeitsrichtungswählers und eines Arbeitslängenwählers, mit denen die Arbeitskommandos festgehalten und nach Umschalten der Anordnung auf Wiedergabe in der gleichen Reihenfolge

35 wiederholt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wähler (I, II) Rollen (1,12) enthalten, über die eine Aluminiumfolie (1 a) gespannt wird, und Magnete (Gl bis G12, Nl bis A^r5) die Arbeitskommandos durch Eindrücken der Folie (1 a) festhalten, und daß bei der Wiedergabe die gleichen Magnete die eingeprägten Arbeitskommandos abtasten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Prägung die Magnete (Gl bis G12, Nl bis NS) elektrisch betätigt werden, während die Abtastung durch Federkraft erfolgt, wobei durch Kontakte die Steuerstromkreise der Arbeitsmaschine geschlossen werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Präg- und Tastkopf aus einer in die Spitze des Taststiftes eingewalzten Kugel besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitslängenwähler (II) aus einzelnen Rollen (12) besteht, auf deren Umfang in etwa einem Drittel der Rollenbreite die Zahlen 0 bis 9 angebracht sind, während über die restliche Rollenbreite die Aluminiumfolie (la) gespannt und durch eine Schiene (2') festgehalten wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kontrolle der gefertigten Stückzahlen ein Zählwerk (III) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Xr. 889 788, 893 742;

belgische Patentschrift Nr. 493 981;

Zeitschrift »Iron Age« vom 3. 8.1950, S. 73;

Zeitschrift »American Machinist« vom 10.12.1951, S.161;

Druckschrift VDF 91 »Revolverdrehbänke RS 50-RS 80« der Vereinigten Drehbankfabriken, Juni 1951.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen