DE1563576C - Folgesteuerung , insbesondere fur Werk zeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Folgesteuerung mit Gebern und Stellgliedern, insbesondere für Werkzeugmaschinen.

Bekannt sind 'elektrische Programmsteuerungen, die aus Schwachstromrelais und Drehwählern aufgebaut sind (»Werkstatt und Betrieb«, 1962, S. 279 bis 281). Bei diesen Steuerungen ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit, da die Kontakte im Laufe der Zeit und bei Überbeanspruchung funktionsunfähig werden.

In der Steuerungstechnik arbeitet man auch mit sogenannten Logikbausteinen, die in Transistortechnik ausgeführt sind (»Elektronik«, 1960, S. 257 bis 261). Die Grundschaltung solcher Bausteine stellt in der Regel einen Transistor in Emitterschaltung dar. Die Logik-Bausteine, z. B. Nor-Gatter, Oder-Gatter, Nicht-Gatter, Und-Gatter, wie sie etwa durch »Control-Engineering«, Mai 1960, S. 101 bis 104, bekannt sind, lassen sich beliebig miteinander kombinieren, so daß man Speicher, monostabile Multivibratoren, astabile Multivibratoren, Flip-Flops u. dgl. erhält. Man versucht hier aus Gründen der Miniaturisierung mit integrierten Schaltkreisen zu arbeiten, ebenso mit hoher Schaltgeschwindigkeit. Integrierte Schaltkreise haben aber einen niedrigen Steuer- und Leistungspegel, und mit zunehmender Schaltgeschwindigkeit erhöht sich die Störanfälligkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Folgesteuerung zu schaffen, die mit hoher Steuergeschwindigkeit arbeitet und für eine nahezu unbegrenzte Schalthäufigkeit geeignet ist und die aus wenigen Grundelementen aufgebaut und trotzdem für alle Geberarten geeignet ist.

Die Erfindung ist bei einer Steuerung der eingangs genannten Art darin zu sehen, daß jeder Geber mit dem Eingang einer Koinzidenzstufe verbindbar und außerdem an einen Zähler angeschlossen ist, Koinzidenzstufe und Zähler aus Nor-Bausteinen aufgebaut sind, vom Zähler eine Verbindung zu einem weiteren Eingang jeder Koinzidenzstufe geführt ist und die Ausgänge der Koinzidenzstufen mit den Stellgliedschaltern verbindbar sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich eine mit hoher Steuergeschwindigkeit arbeitende zuverlässige Folgesteuerung mit langer Lebensdauer ergibt, die aus nur wenigen Grundelementen aufgebaut ist und trotzdem für alle Geberarten geeignet ist. Sie ist universell ohne wesentliche Änderungen für die verschiedensten Maschinen verwendbar. Es ist nur eine Mindestanzahl von Gebern notwendig. Trotzdem bleibt man völlig frei in der Programmwahl, wobei sich eindeutig definierte Zustände in jeder Programmphase ergeben. Tritt in irgendeinem Element der Steuerung ein Fehler auf, so steht die Maschine spätestens in der folgenden Programmphase still, da die Koinzidenz nicht erfüllt ist. Auf diese Weise werden gefährliche Zustände an der Maschine vermieden, und es ergibt sich eine selbsttätige Fehlermeldung. Das Steuersystem ist universell, es läßt sich beliebig verkleinern und vergrößern und kann in gleichgeeigneter Weise zur Prozeßsteuerung Anwendung finden. Da nur rein statische Bausteine verwendet werden, können keine unkontrollierbaren Schwingungen auftreten, die Störsignalabstände lassen sich genügend groß einstellen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen jeden Geber und die zugehörige Koinzidenzstufe ein monostabiler Multivibrator geschaltet. Der Zähler ist in Transistor-Widerstands-Bauweise in der Weise ausgeführt, daß jeweils fünf Nor-Bausteine zu einer Zählstufe zusammengeschaltet sind, so daß sich ein Ausgang zur Verknüpfung mit den übrigen Zählstufen, ein Ausgang zum Ansteuern von Stellgliedspeichern über die Koinzidenzstufe, ein Ausgang zur Abnahme eines Rückstellsignals sowie ein Schaltpunkt für den Signaleingang zur Weiterschaltung des

ίο Zählers und ein Schaltpunkt zur Verknüpfung der Zählstufen untereinander zum Zähler ergibt. Die Schaltpunkte der einzelnen Zählstufen für den Signaleingang liegen dabei zweckmäßig auf einer gemeinsamen Leitung.

Die Stellgliedschalter stellen zweckmäßig eine Kombination aus einem Speicher und einer Leistungsstufe dar und sind mit einem Setzeingang und einem Löscheingang versehen.

Die Zahl der Variationsmöglichkeiten der einstellbaren Schaltungen läßt sich dadurch erhöhen, daß an den Ausgängen der monostabilen Multivibratoren, den Eingängen und Ausgängen der Koinzidenzstufen und den Setzeingängen bzw. Löscheingängen der Stellgliedschalter mehrere Steckbuchsen-Anschlüsse vorgesehen sind.

Damit Rückbeeinflussungen und Fehlschaltungen ausgeschlossen werden, sind zwischen dem Ausgang jedes monostabilen Multivibrators und dem Eingang des Zählers sowie an den Eingängen der Koihzidenzstufen Entkopplungsdioden angeordnet. ί

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung,

Fi g. 2 bis 5 die Ausbildung des in der erfindungsgemäßen Steuerung verwendeten Zählers.

An eine Steuerspannung 1 sind eine beliebige Anzahl Geber 2 angeschlossen, die z. B. als Endschalter, Lichtschranken oder induktive Geber ausgebildet sind. Von den Gebern 2 führen Leitungen zu monostabilen Multivibratoren 3, die zeitlich begrenzte Signale abgeben, wenn über die Geber 2 ein oder mehrere Signale am Eingang eingehen. Alle Multivibratoren 3 sind über eine Leitung 4 mit dem Eingang 5 eines Zählers 6 verbunden. Vom Zähler 6 gehen mehrere Verbindungen 7 zu den Eingängen 8 von Koinzidenzstufen 9, die aus drei Nor-Bausteinen bestehen. Mit weiteren Eingängen 10 sind Anschlußleitungen 11 mit verschiedenen Steckbuchseii 12 an-

So geschlossen. Auch zwischen der Leitung 4 und den Multivibratoren 3 sind Steckbuchsen 13 vorgesehen, damit sich genügend viele Verknüpfungsmöglichkeiten über Leitungen 14 mit den Anschlußleitungen 11 ergeben. Die Ausgänge 15 der Koinzidenzstufen 9 sind mit Steckbuchsen 16 eines Verteilerfeldes verbunden. Von den Steckbuchsen 16 sind Leitungen 17 zu Setzeingängen 18 bzw. Löscheingängen 19 von Stellgliedschaltern 20 geführt, die aus einem Speicher und einer Leistungsstufe kombiniert sind. Auch an den Setzeingängen 18 und den Löscheingängen 19 sind wieder Steckbuchsen 21 angeordnet. Die Anzahl der Koinzidenzstufen 9 stimmt mit der Anzahl der möglichen Programmschritte überein.

Wird von einem Geber 2 ein Signal abgegeben, so ergibt dies im Zähler 6 einen Zählschritt und einen Impuls dieses Zählschrittes an die Koinzidenzstufe, die nur dann am Ausgang 15 einen Impuls abgibt, wenn gleichzeitig am Eingang 10 ein Impuls einge-

gangen ist. Der Ausgangsimpuls wird über die Leitung 17 dann an einen Setzeingang 18 oder einen Löscheingang 19 eines Stellgliedschalters 20 weitergegeben. Die Impulsweitergabe erfolgt also nur immer dann, wenn Einzelimpulse sowohl am Eingang 8 als auch am Eingang 10 der Koinzidenzstufe eingehen, d. h., nur beim entsprechenden Programmschritt kann das entsprechende Stellglied und damit der gewünschte Arbeitsvorgang eintreten. Die Art der Verknüpfungen der Steckbuchsen 13 mit den Steckbuchsen 12 bzw. der Steckbuchsen 16 mit den Steckbuchsen 21 wird den jeweiligen Erfordernissen angepaßt.

Auch der Zähler 6 wird vorzugsweise in Transistorwiderstandslogik aufgebaut. Eine Zählstufe 27 besteht jeweils aus fünf Nor-Bausteinen, wie aus dem Prinzipschaltbild F i g. 2 bzw. dem vereinfachten Schaltbild F i g. 3 zu entnehmen ist. Die symbolische Darstellung einer Zählstufe ist aus F i g. 4 zu entnehmen. Der Zähler 6 ist nun aus einer beliebigen Anzahl von solchen Zählstufen 27 zusammengesetzt, deren Eingänge als Schaltpunkte 22 über die Leitung 4 zusammengefaßt werden, die mit den Ausgängen der monostabilen Multivibratoren 3 verbunden ist. Die Zählstufen 27 weisen außer den Schaltpunkten 22 je einen weiteren Schaltpunkt 23 und drei Ausgänge 26, 26', 26" auf. Der Ausgang 26 dient zum Ansteuern der Stellgliedspeicher. Er entspricht der Verbindung 7, wobei die Signaldauer der Signaldauer der monostabilen Multivibratoren 3 entspricht. Der Ausgang 26" dient zur Abnahme eines Rückstellsignals. Der Zähler läßt sich damit von jedem beliebigen Programmschritt auf 0 zurückstellen. Da außerdem das Signal zeitlich nicht begrenzt ist, kann es zur Anzeige des Zählerstandes Verwendung finden. Zur Rückstellung wird der Ausgang 26" mit dem Schaltpunkt 23 der ersten Zählstufe verbunden. Die Verknüpfung der Zählstufen 27 untereinander findet dadurch statt, daß die Ausgänge 26' der einen Zählstufe mit dem Schaltpunkt 23 der nächsten Zählstufe verbunden sind.

Zwischen die Ausgänge der monostabilen Multivibratoren 3 und den Eingang 5 des Zählers 6 sind Entkopplungsdioden 24 geschaltet, ebenso finden sich Dioden 25 vor den Eingängen 10 der Koinzidenzstufen, damit eine Rückbeeinflussung der anderen Glieder nicht möglich ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Folgesteuerung mit Gebern und Stellgliedern, insbesondere für Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Geber (2) mit dem Eingang (10) einer Koinzidenzstufe (9) verbindbar und außerdem an einen Zähler (6) angeschlossen ist, Koinzidenzstufe (9) und Zähler (6) aus Nor-Bausteinen gebildet sind, vom Zähler (6) eine Verbindung (7) zu- einem weiteren Eingang (8) jeder Koinzidenzstufe (9) geführt ist und die Ausgänge (15) der Koinzidenzstufen (9) mit den Stellgliedschaltern (20) verbindbar sind.

2. Folgesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeden Geber (2) und die zugehörige Koinzidenzstufe (9) ein monostabiler Multivibrator (3) geschaltet ist.

3. Folgesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (6) in Transistor-Widerstands-Bauweise in der Weise ausgeführt ist, daß jeweils fünf Nor-Bausteine zu einer Zählstufe (27) zusammengeschaltet sind, so daß sich ein Ausgang (26') zur Verknüpfung mit den übrigen Zählstufen, ein Ausgang (26) zum Ansteuern von Stellgliedspeichem über die Koinzidenzstufe (9), ein Ausgang (26") zur Abnahme eines Rückstellsignals sowie ein Schaltpunkt (22) für den Signaleingang zur Weiterschaltung des Zählers (6) und ein Schaltpunkt (23) zur Verknüpfung der Zählstufen (27) untereinander zum Zähler ergibt.

4. Folgesteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltpunkte (22) der einzelnen Zählstufen (27) für den Signaleingang auf einer gemeinsamen Leitung (4) liegen.

5. Folgesteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgliedschalter (20) eine Kombination aus einem Speicher und einer Leistungsstufe darstellen und mit einem Setzeingang (18) und einem Löscheingang (19) versehen sind.

6. Folgesteuerung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ausgängen der monostabilen Multivibratoren (3), den Eingängen (10) und Ausgängen (15) der Koinzidenzstufen (9) und den Setzeingängen (18) bzw. den Löscheingängen (19) der Stellgliedschalter (20) mehrere Steckbuchsen (13,12,16,21) vorgesehen sind.

7. Folgesteuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang jedes monostabilen Multivibrators (3) und dem Eingang des Zählers (6) sowie an den Eingängen (10) der Koinzidenzstufen (9) Entkopplungsdioden (24, 25) angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen