DE1074710B - Programmsteuerung für Arbeitsmaschinen, insbesondere spanabhebende Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Programmsteuerungen für Arbeitsmaschinen, insbesondere spanabhebende Werkzeugmaschinen, arbeiten vielfach mit einem Schrittschaltwerk, welches über ein auf den gewünschten Programmablauf mittels Stecker oder Drucktasten einstellbares Klinkenfeld Steuerrelais an Strom legt, die dann die Schalteinrichtungen der Maschine auslösen. Das Schrittschaltwerk wird seinerseits durch einen oder mehrere Impulsgeber geschaltet, die vorzugsweise als Endschalter ausgebildet sind und durch die Tisch- oder Schlittenanschläge der Maschine betätigt werden.

Bei diesen Programmsteuerungen bewirkt das Weiter schalten des Schrittschaltwerkes sowohl das Abschalten des jeweils laufenden als auch das Einschalten des durch die Schaltung des Klinkenfeldes gegebenen nächsten Arbeitsganges. Unterbleibt nun infolge eines Versagens des Schrittschaltwerkes das Weiterschalten desselben, so läuft der jeweils geschaltete Bewegungsvorgang weiter, was zu schweren Schäden führen kann. Eine Sicherung gegen ein solches Versagen gibt es bei diesen bekannten Einrichtungen im allgemeinen nicht, da die zum Abschalten des laufenden Arbeitsganges dienenden Tisch- oder Schlittenanschläge in diesem Fall lediglich auf das Schrittschaltwerk einwirken und keine direkte Verbindung zu den Schalteinrichtungen bzw. den diese steuernden Relais haben.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, auch bei Programmsteuerungen das Abschalten des jeweils laufenden Arbeitsganges durch die Tisch- oder Schlittenanschläge unmittelbar zu bewirken und das Weiterschalten des Schrittschaltwerkes gleichzeitig mit dem Abschaltvorgang vorzunehmen.

Nach einem älteren Vorschlag ist die letztgenannte Aufgabe dadurch gelöst worden, daß die Steuerung des Schrittschaltwerkes oder der Relaiskette durch Ruhekontakte der zweckmäßig als Relais ausgebildeten Schaltmittel der Maschine erfolgen sollte.

Diese Ausführung erfordert jedoch zusätzlich zu dem für die Steuerung der Schaltmittel benötigten Kreuzschienenverteiler noch einen weiteren Verteiler dieser Art für die Steuerung des Schrittschaltwerkes bzw. der Relaiskette und gestattet außerdem ein Weiterschalten des Schrittschaltwerkes bzw. der Relaiskette nur nach Stillsetzung des betreffenden Bewegungsablaufes.

Die Erfindung schlägt einen neuen Weg zur Lösung der gleichen Aufgabe ein, der darin besteht, daß der durch Unterbrecherkontakt gesteuerte Stromkreis eines jeden der vorzugsweise als Relais ausgebildeten Schaltmittel eine durch das Schrittschaltwerk oder die Relaiskette gespeiste Stromverbindung enthält, die parallel zu dem Unterbrecherkontakt angeordnet ist und vor dem öffnen dieses Kontaktes aufgetrennt wird.

Programmsteuerung für Arbeitsmaschinen,

insbesondere spanabhebende

Werkzeugmaschinen

Anmelder:

Fritz Werner Aktiengesellschaft,
Berlin - Marienfelde, Fritz -Werner - Straße

Werner Stenz, Berlm-Lictitenrade,
ist als Erfinder genannt worden

Zweckmäßig erfolgt das Auftrennen dieser Stromverbindung durch Weiterschalten des Schrittschaltwerkes oder der Relaiskette, indem beispielsweise ein das Steuerrelais od. dgl. steuernder Schalter außer dem Unterbrecherkontakt einen Schließkontakt enthält, der zeitlich so zu dem Unterbrecherkontakt abgestimmt ist, daß beim öffnen des letzteren das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette die von ihnen gespeiste Stromverbindung schon unterbrochen haben. Der grundsätzliche Unterschied der Erfindung gegenüber dem älteren Vorschlag besteht darin, daß die zeitliche Reihenfolge zwischen dem Weiterschalten des Schrittschaltwerkes bzw. der Relaiskette und der Unterbrechung des jeweils laufenden Bewegungsvorganges umgekehrt wird. Während bisher das Weiterschalten erst nach Stillsetzung des betreffenden Bewegungsablaufes erfolgte, wird erfindungsgemäß das Weiterschalten schon vor dieser Stillsetzung vorgenommen. Dadurch kann der zweite Kreuzschienenverteiler zur Steuerung des Schritt-

Schaltwerkes bzw. der Relaiskette in Fortfall kommen, und außerdem besteht keine Schwierigkeit, den gleichen Schaltvorgang auch bei geöffnetem Unterbrecherkontakt zu verwirklichen.

Die letztere Bedingung liegt unter anderem dann vor, wenn bei einer Fräsmaschine die im Rahmen des Programmablaufes auf eine andere Richtung — z. B. von Längs auf Quer oder Senkrecht — übertragene Bewegung auf die ursprüngliche Richtung zurückübertraigen wird und der zur Auslösung des neuen Vorganges erforderliche Unterbrecherkontakt noch geöffnet ist, weil der in Frage kommende Schlittenanschlag auf dem betreffenden Endschalter steht.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der gleiche Schaltvorgang aufeinanderfolgend wiederholt

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werden muß, weil das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette durch Anschläge geschaltet wird, die erst in einer späteren Stufe des Programms benötigt werden. Um in diesem Fall das lästige Stillsetzen der Maschine durch die erwähnten Anschläge zu verhindern, enthält gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die durch das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette gespeiste Stromverbindung eine Selbsthaltung des zugehörigen Schaltrelais. Da erfindungsgemäß das Weiterschalten des Schrittschaltwerkes bzw. der Relaiskette vor dem Arbeiten des Unterbrecherkontaktes erfolgt, überbrückt die Selbsthaltung diesen Kontakt über die erneut geschaltete Stromverbindung, so daß er unwirksam ist.

Um bei einer Programmsteuerung der behandelten Art die Anzahl der erforderlichen Schaltschritte zu beschränken und damit bei gleichem Aufwand eine wesentliche Vergrößerung des Programms zu erreichen, sieht die Erfindung auch die Möglichkeit vor, Schaltungen ohne Betätigung des Schrittschaltwerkes ao bzw. der Relaiskette vorzunehmen. In diesem Fall erfolgt erfindungsgemäß das Auftrennen der durch das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette gespeisten Stromverbindung nicht durch Weiterschalten des Schrittschaltwerkes bzw. der Relaiskette, sondern durch ein Relais, welches derart durch den Unterbrecherkontakt gesteuert wird, daß es beim Schließen dieses Kontaktes anzieht.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der entsprechenden Schaltbilder dargestellt.

Abb. 1 zeigt eine Schaltung, bei der das Auftrennen der z. B. durch ein Schrittschaltwerk gespeisten Stromverbindung durch Weiterschalten des Schrittschaltwerkes erfolgt.

Zur besseren Übersichtlichkeit wurde nur ein Schaltrelais 20 dargestellt, welches beispielsweise den Vorschub des Tisches einer Fräsmaschine schalten soll.

Schrittschaltwerk 5 und Kreuzschienenverteiler 6 wurden als bekannt nur schematisch angedeutet. An Stelle des Schrittschaltwerkes kann auch eine Relaiskette verwendet werden.

Das Weiterschalten des Schrittschaltwerkes erfolgt wenn Relais 32 anspricht und damit Arbeitskontakt 321 anzieht. Der Kontaktarm 7 des Schrittschaltwerkes bestreicht die senkrechten Reihen α bis f des Kreuzschienenverteilers, dessen waagerechte Reihen a' bis g' mit den Stromkreisen der Schaltrelais der Maschine verbunden werden. Im Beispiel wurde angenommen, daß die Reihe a' des Kreuzschienen-Verteilers bei 3 an den Stromkreis III des Relais 20 gelegt ist.

Durch Schalten des Kreuzschienenverteilers mittels Stecker oder Drucktasten kann in bekannter Weise für jeden Schaltschritt des Schrittschaltwerkes die Verbindung zu einem beliebigen Schaltrelais hergestellt werden.

Der Steuerkreis des Schaltrelais 20 enthält den verzögernd öffnenden Kontakt 103 eines Endschalters und einen Selbsthaltekontakt 202 des Relais 20. Endschalter 102 besitzt außerdem einen Schließkontakt 102, der vor dem öffnen des Kontaktes 103 wirksam wird.

Zwischen dem Endschalterkontakt 103 und dem Relais 20 zweigt die Strom verbindung III ab, die durch das Schrittschaltwerk 5, 7 über den Kreuzschienenverteiler 6 an Strom gelegt werden kann. Diese Verbindung enthält ebenfalls einen Selbsthaltekontakt 201 des Relais 20 und den Arbeitskontakt 301 eines bei Stillstand der Maschine (Relais 20 in Ruhe) ansprechenden Relais 30. Relais 32 steuert das Schrittschaltwerk. 12 ist der Startknopf.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Durch Betätigung des Druckknopfes 12 wird das Schrittschaltwerk über Relais 32 um einen Schritt weitergeschaltet, so daß der Kontaktarm 7 auf α steht. Relais 20 erhält über Leitung III und den Arbeitskontakt 301 des Relais 30 Strom, die Maschine ist auf Vorschub geschaltet. Relais 30 wird stromlos, weil Ruhekontakt 203 öffnet.

Um den Vorschub zu beenden, wird in bekannter Weise Endschalter 102, 103 z. B. durch einen Tischanschlag betätigt.

Dadurch wird zunächts der Endschalterkontakt 102 geschlossen. Relais 32 erhält über die noch geschlossenen Arbeitskontakte 204 und 205 des Relais 20 und den ebenfalls geschlossenen Ruhekontakt 303 des Relais 30 Strom und schaltet das Schrittschaltwerk auf Stellung b.

Es sei angenommen, daß diese Stellung nicht an die Leitung III angeschlossen ist. Diese wird daher stromlos, so daß beim öffnen des Endschalterkontaktes 103 Relais 20 und damit der Vorschub abgeschaltet wird.

Soll dagegen das vorerwähnte Ansprechen des Endschalters 102, 103 nicht zum Abschalten des Vorschubes führen, weil beispielsweise der betreffende Anschlag erst in einer späteren Stufe des Programms gebraucht wird, so wird Stelle b des Schrittschaltwerkes über den Kreuzschienenverteiler ebenfalls an die Leitung III angeschlossen. Wenn jetzt der Endschalterkontakt 103 sich öffnet, erhält Leitung III über das inzwischen auf Stellung b geschaltete Schrittschaltwerk schon wieder Strom, so daß das Öffnen des Endschalterkontaktes 103 nicht zum Abschalten des Vorschubes führt. In dieser Weise können durch einfaches Schalten des Kreuzschienenverteilers für das Programm benötigte Anschläge zu gewünschten Zeitpunkten unwirksam gemacht werden, ohne daß der Bewegungsablauf dadurch unterbrochen wird.

Abb. 2 zeigt die Unterbrechung der durch das Schrittschaltwerk gespeisten Stromverbindung, die in diesem Fall mit I bezeichnet wurde, durch ein durch den Unterbrecherkontakt 101 gesteuertes Relais 31. Leitung I enthält den Arbeitskontakt 304 eines Relais 30.

18 sei ein Relais, welches den Eilgang der Maschine schaltet und 31 ein diesem zugeordnetes Hilfsrelais.

Im Steuerkreis des Relais 18 liegen der einfache Unterbrecherkontakt 101 eines durch die Maschine betätigten Endschalters und Selbsthaltekontakte 181 und 311 der Relais 18 und 31.

Es sei angenommen, daß durch Betätigen des Druckknopfes 12 die Leitung I über das in diesem Fall nicht dargestellte Schrittschaltwerk an Strom gelegt wird. Endschalterkontakt 101 sei zunächst noch offen. Relais 31 ist dann stromlos, so daß Relais 30 über Ruhekontakt 313 Strom erhält und Arbeitskontakt 304 schließt. Relais 18 spricht an und schaltet die Maschine auf Eilgang. Der vorfahrende Tisch gibt dann den Endschalter 101 frei. Hierdurch entsteht eine Stromverbindung über Leitung I und Endschalterkontakt 101 zum Relais 31. Ruhekontakt 313 fällt ab, so daß Relais 30 stromlos wird und sein Arbeitskontakt 304 Leitung I unterbricht. Wird jetzt Endschalterkontakt 101 durch den entsprechenden Tischanschlag geöffnet, so schaltet Relais 18 den Eilgang ab.

In der Schaltung der Abb. 3 sind die vorstehend an Hand der Abb. 1 und 2 behandelten Möglichkeiten vereint. Es handelt sich um einen Ausschnitt aus der

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Gesamtprogratnmsteuerung einer Fräsmaschine, der das Schalten von Eilgang und Vorschub des Tisches in beiden Richtungen zeigt. Für funktionsgleiche Teile wurden die gleichen Bezugszeichen gewählt wie in Abb. 1 und 2.

Die durch die Tischanschläge betätigten Endschalter besitzen jeweils drei Kontakte 101, 102, 103 und 111, 112, 113, die in der Reihenfolge ihrer Numerierung ansprechen. Kontakte 101 und 103 bzw. 111 und 113 öffnen und die Kontakte 102 und 112 schließen bei Betätigung der Endschalter.

Die parallel zu den Endschalterkontakten 101, 103,

III und 113 angeordneten Stromverbindungen, die durch die in diesem Fall ebenfalls nicht dargestellte Kombination Schrittschaltwerk—Kreuzschienenverteiler an Strom gelegt werden können, sind mit I bis

IV bezeichnet.

Beim Stillstand des Tisches sind die Endschalterkontakte des der jeweiligen Endstellung des Tisches entsprechenden Endschalters geöffnet. Es sei angenommen, daß der Tisch sich in der rechten Endstellung befindet, so daß die Endschalterkontakte 101 und 103 offen sind, und daß der erste Schaltschritt des Schrittschaltwerkes die Verbindung zu Leitung I herstellt.

Wird dann durch Betätigen des Startknopfes 12 dieser Schritt herbeigeführt, so erhält über Arbeitskontakt 304 Relais 18 Strom und schaltet den Tisch auf Eilgang nach links. Sobald der vorfahrende Tisch den Endschalterkontakt 101 freigibt, erhält Relais 31 über Leitung I und Endschalterkontakt 101 Strom. Relais 18 und 31 halten sich über die Kontakte 181 und 311 selbst.

Bei dem gewählten Beispiel überholt der Eilgang in bekannter Weise den Vorschub. Der Vorschub kann daher ebenfalls gleich geschaltet werden, ohne daß er zunächst wirksam wird. Zu diesem Zweck ist Arbeitskontakt 312 vorgesehen, der zusammen mit dem inzwischen ebenfalls geschlossenen Endschalterkontakt 103 die Stromverbindung zu dem Vorschubrelais 20 herstellt, welch letzteres sich über Arbeitskontakt 202 hält.

Soll nun von Eilgang auf Vorschub in gleicher Richtung umgeschaltet werden, so ist es nur erforderlich, Endschalterkontakt 101 durch einen entsprechend eingestellten Tischanschlag zu öffnen und damit den Eilgang abzuschalten. Der Vorschubantrieb läuft dann allein weiter.

Das Schrittschaltwerk kann die der Schaltung auf Leitung I entsprechende Stellung beibehalten, da diese Leitung, wie erwähnt, durch Arbeitskontakt 304 unterbrochen ist. In dieser Weise kann man, was sehr wichtig ist, bei einer Programmsteuerung zusätzliche Schaltschritte ohne Betätigung des Schrittschaltwerkes erhalten. ..

In gleicher Weise kann, wenn durch Schrittschaltwerk und Kreuzschienenverteiler über Leitung II Relais 19 und damit Eilgang rechts geschaltet wird, diese Bewegung durch einfaches öffnen des Endschalterkontaktes 111 auf Vorschub rechts geschaltet werden.

Die Funktion der in diesem Fall benötigten Relais und Kontakte ist analog der vorstehend erläuterten. Wird die Vorschubbewegung, sei sie nun nach links oder rechts gerichtet, durch öffnen des Endschalterkontaktes 103 bzw. 113 unterbrochen, so wird über den betreffenden Schließkontakt 102 bzw. 112 des gleichen Endschalters das Schrittschaltwerk durch Relais 32 weitergeschaltet. Diese Schaltung kann, je nach Einstellung des Kreuzschienenverteilers, entweder die Stromverbindung zu einer beliebigen der Leitungen I bis IV herstellen und damit einen neuen Bewegungsvorgang auslösen, oder auch erneut die Stromverbindung zur Leitung III bzw. IV des schon geschalteten Vorschubs herstellen und damit diesen fortsetzen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Programmsteuerung für Arbeitsmaschinen, insbesondere spanabhebende Werkzeugmaschinen, mit Schrittschaltwerk bzw. Relaiskette und Kreuzschienenverteiler, bei der das Schrittschaltwerk oder die Relaiskette lediglich zum Einleiten eines Bewegungsvorganges dienen, das Abschalten desselben dagegen unmittelbar durch in den Steuerkreisen der Scbaltmittel der Maschine liegende Unterbrecherkontakte erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Unterbrecherkontakt gesteuerte Stromkreis eines jeden der vorzugsweise als Relais ausgebildeten Schaltmittel eine durch das Schrittschaltwerk oder die Relaiskette gespeiste Stromverbindung enthält, die parallel zu dem Unterbrecherkontakt angeordnet ist und vor dem öffnen dieses Kontaktes aufgetrennt wird.

2. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftrennen der durch Schrittschaltwerk oder Relaiskette gespeisten Stromverbindung durch Weiterschalten des Schrittschaltwerkes oder der Relaiskette erfolgt.

3. Programmsteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Schaltrelais od. dgl. steuernder Schalter außer dem Unterbrecherkontakt einen Schließkontakt enthält, der zeitlich so zu dem Unterbrecherkontakt abgestimmt ist, daß beim öffnen des letzteren das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette die von ihnen gespeiste Stromverbindung schon unterbrochen haben.

4. Programmsteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Schrittschaltwerk bzw. die Relaiskette gespeiste Stromverbindung eine Selbsthaltung des zugehörigen Steuerrelais enthält.

5. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auftrennen der durch Schrittschaltwerk oder Relaiskette gespeisten Stromverbindung ein durch den Unterbrecherkontakt gesteuertes Relais dient, welches beim Schließen dieses Kontaktes anzieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen