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Die Erfindung betrifft eine Lagesteuereinrichtung zur Einstellung
eines beweglichen, große Trägheit aufweisenden Teils, insbesondere eines Vorschubsattels
einer Schneidmaschine, entlang einer Bahn in bestimmte, beliebig und stufenlos veränderliche
Stellungen, mit einem Aufzeichnungsträger, wie beispielsweise einem Speicherband,
auf dem sich eine Anzahl von strich- oder punktförmigen Markierungen entsprechend
den Abständen der vorbestimmten aufeinanderfolgenden Stellungen des beweglichen
Teils befinden, mit einer Abtasteinrichtung für die Markierungen auf dem Aufzeichnungsträger,
mit einer von der Abtasteinrichtung in zwei Geschwindigkeitsstufen steuerbaren und
abschaltbaren Antriebseinrichtung für das bewegliche Teil und zur Erzeugung einer
Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger und der Abtasteinrichtung .entsprechend
der Bewegung des zu steuernden Teils, mit einer zwischen die Abtasteinrichtung und
die zweistufige Antriebseinrichtung geschalteten Schalteinrichtung zur Umschaltung
derselben von höherer auf niedrigere Geschwindigkeit beim ersten Abtasten einer
Markierung auf dem Aufzeichnungsträger und zur Ausschaltung des Antriebs bei nochmaliger
Abtastung derselben Markierung durch die Abtasteinrichtung. Derartige Einrichtungen
dienen z. B. zur Steuerung eines Vorschubsattels zur Bewegung eines Materialstapels
unterhalb des Messers einer Schneidmaschine, wobei der Vorschubsattel in eine unbegrenzte
Anzahl von Einstellungen gebracht werden soll.
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Um eine genaue Positionierung beispielsweise eines schweren Schneidmaschinen-Vorschubsattels
zu erreichen, muß bei der Steuerung die Trägheit des Maschinenteils berücksichtigt
werden, die sich insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten in einem entsprechenden
Bewegungsimpuls bemerkbar macht. Infolge seiner Trägheit ist das Maschinenteil beim
Abstoppen bestrebt, noch ein Stück weiterzulaufen, und es muß daher Sorge getragen
werden, daß sich der endgültige Haltepunkt beispielsweise des Vorschubsattels mit
dem Materialstapel noch innerhalb des jeweils vorgegebenen Toleranzbereiches befindet.
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Bei einer bekannten Einrichtung wird das zu steuernde Maschinenteil
bei Annäherung an die Sollposition in seiner Bewegung verlangsamt, so daß es die
gewünschte Lage mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit erreicht, aus der heraus
es dann ohne nennenswerte Trägheitswirkungen vollständig abgebremst werden kann.
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Es ist eine Anordnung zur Steuerung von Arbeitsmaschinen entsprechend
einem durch Impulsmarken aufgezeichneten Programm bekannt, das durch Impulsabnehmer
abgetastet wird, welche Steuerimpulse auf Zählspeicher geben, wobei die zu steuernde
Einrichtung an den durch die Impulsmarken vorgegebenen Stellen nach Herabsetzen
ihrer Geschwindigkeit angehalten werden soll. Dies erfolgt dadurch, daß in der Abtastrichtung
vor dem Impulsabnehmer für das Haltesignal ein weiterer Impulsabnehmer für die Umsteuerung
von der schnellen auf die langsame Geschwindigkeit vorgesehen ist, dessen Impulse
als positive Zählschritte auf einen Zählspeicher gegeben werden, diese gespeicherten
Impulse durch negative Zählschritte aus dem Impulsabnehmer für das Haltesignal der
Reihe nach wieder gelöscht werden und erst nach Löschung aller gespeicherten Impulse
die Einschaltung der schnellen Geschwindigkeit möglich ist. Diese Steuerschaltung
macht einen Zähler und zugehörige Hilfseinrichtungen erforderlich, die ihrer Natur
nach verhältnismäßig teuer und auch störungsanfällig sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungseinrichtung
zur Einstellung eines schweren, beweglichen Teils in bestimmte, beliebig und stufenlos
veränderliche Stellungen zu schaffen, bei der vermieden wird, daß das Teil nach
Erreichen einer Sollstellung wieder so schnell beschleunigt wird, daß es über eine
nachfolgende, dicht neben der erreichten Stellung liegende neue Sollstellung hinausbewegt
würde.
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Ausgehend von einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine nach jeder Abschaltung der Antriebseinrichtung
durch die Schalteinrichtung kurzzeitig einschaltbare Verschiebeeinrichtung zur Erzeugung
einer zusätzlichen, von der Bewegung des gesteuerten Teiles unabhängigen Vorabtastbewegung
zwischen der Abtasteinrichtung und dem Aufzeichnungsträger über jeweils einen vor
der Abtasteinrichtung befindlichen Trägerabschnitt, der mindestens einem für die
Umschaltung der Antriebseinrichtung von der höheren auf die niedrigere Geschwindigkeit
bis zum Abschalten erforderlichen Abstand der Markierungen entspricht, und mit einem
von der Abtasteinrichtung gesteuerten Sperrschalter, der vor dem Wiederanlaufen
der Antriebseinrichtung die Umschaltung auf die höhere Geschwindigkeit bei Vorabtastung
einer Markierung sperrt.
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Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß auch bei
nahe nebeneinanderliegenden Markierungen auf der Speichereinrichtung gewährleistet
ist, daß z. B. ein Maschinenteil nicht über die durch diese Markierungen festgelegten
Soll-Stellungen hinausbewegt wird, indem es angehalten und zunächst abgetastet wird,
ob der Antrieb für das Maschinenteil bei der Bewegung von einer vorbestimmten Lage
in die nächste Lage mit der höheren oder mit der niedrigeren Geschwindigkeit anlaufen
soll.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Steuervorrichtung nach der Erfindung
mit einem Paar Abtasteinrichtungen, die in Richtung der Relativbewegung des Aufzeichnungsträgers
in einem durch die Umschaltung bis zur Abschaltung der Antriebseinrichtung bestimmten
gegenseitigen Abstand voneinander gelagert sind und von denen die eine die Geschwindigkeit
der Antriebseinrichtung umschaltet und die andere die Antriebseinrichtung abschaltet,
ergibt sich dadurch, daß die Vorschiebeeinrichtung den vorabzutastenden, zwischen
den Abtasteinrichtungen liegenden Trägerabschnitt in einer Rück- und Vorwärtsbewegung
an der ersten Abtasteinrichtung für die Umschaltung der Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung
vorbeiführt. Das Teil wird dabei aus einer Sollstellung zunächst mit der langsameren
Geschwindigkeit bewegt und angehalten, falls die nächste Markierung bereits auf
dem zwischen den beiden Abtasteinrichtungen liegenden Abschnitt des Steuerelementes
liegt, bzw. auf die größere Geschwindigkeit beschleunigt, falls dies nicht der Fall
ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Steuerungseinrichtung
mit einer einzigen Abtasteinrichtnng ist gekennzeichnet durch einen Steuerring mit
zwei Rollen als Verschiebeeinrichtung, über die ein die Markierungen tragendes Speicherband
geführt ist,
und durch einen den Steuerring mit den Rollen um einen
der Länge des vorabzutastenden Bandabschnittes entsprechenden Bogenwinkel gegenüber
der Abtasteinrichtun2 kurzzeitig verdrehenden Antrieb.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
an Hand der Zeichnungen erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine Maschine zum Schneiden von Stapeln von Papierbogen
u. dgl., bei der die Steuereinrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist; F i g.
2 zeigt eine Antriebseinrichtung für das Messer und den Klemmbalken der Schneidmaschine
gemäß F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine Steuereinrichtung mit einer Programmspeichereinrichtung
für die Maschine nach Fig.l; F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Aufbringen von
Markierungen auf den Aufzeichnungsträger; F i g. 5 zeigt eine Löschvorrichtung für
die Speichereinrichtung; F i g. 6 zeigt einen Teil eines Aufzeichnungsträgers der
Speichereinrichtung; F i g. 7 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Teils der
Vorrichtung gemäß F i g. 4; F i g. 8 zeigt einen Schaltplan eines vollständigen
Steuersystems für die in den F i g. 1 bis 5 gezeigte Steuereinrichtung; F i g. 9
zeigt einen Schaltplan eines photoelektrischen Steuerkreises, der bei dem System
gemäß F i g. 8 verwendet werden kann; F i g. 10 und 11 zeigen eine Stromquelle,
wie sie in F i g. 8 als Block dargestellt ist; F i g. 12 zeigt ein Blockdiagramm
der gesamten Steuerschaltung; F i g. 13 und 14 stellen weitere abgewandelte Ausführungsformen
einer Steuerung gemäß der Erfindung dar.
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Das Steuersystem gemäß der Erfindung ist bei einer Schneidmaschine
gemäß der F i g. 1 dargestellt, um die Bewegung des Vorschubsattels 10 zu
steuern, der von einer Leitspindel 12 angetrieben wird, so daß er sich über den
Arbeitstisch 15 der Schneidmaschine bewegt. Normalerweise befindet sich der Vorschubsattel
zu Beginn eines Arbeitsganges an der Rückseite des Arbeitstisches und wird sodann
in einer Reihe von einzelnen Bewegungen, deren Länge stufenlos veränderlich ist,
derart vorgeschoben, daß ein nicht dargestellter Materialstapel aus Papierbogen
od. dgl. in die Schneideebene des Messers 20 geschoben wird, das in einer
vertikalen Ebene nach unten auf den Tisch 15 und sodann wieder zurückbewegt wird,
um an bestimmten gewünschten Stellen in den Materialstapel einzuschneiden.
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Der Messerantrieb gemäß F i g. 2 ist in üblicher Weise ausgebildet
und weist Winkelhebel 22 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Arbeitstisches
15 schwenkbar im Schneidmaschinenrahmen gelagert sind und deren jeder an den gegenüberliegenden
Enden des Messers 20 mittels einer Lasche 23 angelenkt ist; beide Winkelhebel sind
zwecks aufeinander abgestimmter Bewegung durch eine Querlasche 24 verbunden. Dieses
Gestänge wird durch eine Pleuelstange 25 angetrieben, die am einen Ende schwenkbar
mit einem der Winkelhebel und am anderen Ende mit einem drehbaren Antriebselement
f oder einer Kurbel 27 verbunden ist. Der Antrieb dieser Kurbel
27 um je eine Umdrehung für jeden Schneidvorgang erfolgt von einer Antriebswelle
28 aus, die über eine Kupplung 32 mit einem Motor 30 verbunden ist. Wenn diese Kupplung
geöffnet ist, so wird die Welle 28 durch eine Bremse 34 abgebremst, um das Messer,
wie dargestellt, in seiner oberen Stellung festzuhalten. Die Einzelheiten einer
derartigen Konstruktion sind in der USA.-Patentschrift 2 629155 geschildert.
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Es ist auch erforderlich, den Materialstapel während des Schneidhubs
des Messers fest einzuklemmen, und zu diesem Zweck ist ein Klemmbalken 40 unmit:elbar
hinter dem Messer 20 vertikal beweglich gelagert, dessen Antrieb über ein Paar von
Klemmbalkenhebeln 42 erfolgt, die, schwenkbar an der Maschine gelagert, mit den
beiden Enden des Klemmbalkens 41 über Zwischenglieder 43 und außerdem über einen
Querbügel 44 miteinander verbunden sind. Einer der Klemmbalkenhebel42 wird von einem
Motor 45 aus angetrieben.
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Der Vorschubsattel 10 wird durch Verdrehung der Leitspindel
12 über ein zweistufiges Getriebe 50, einen umschaltbaren Elektromotor 55 und einen
Riementrieb 52 angetrieben. Das Verhältnis zwischen dem Untersetzungsverhältnis
für die hohe Geschwindikeit (gewöhnlich 1:1) und dem Untersetzungsverhältnis für
die niedrige Geschwindigkeit beträgt etwa 50: 1. Die Auswahl der gewünschten Geschwindigkeit
erfolgt vorzugsweise durch wahlweise Einschaltung einer von zwei elektromagnetischen
Steuerspulen, wobei die Spule 57 (F i g. 8) die höhere Geschwindigkeit für die normalen
Verschiebebewegungen des Vorschubsattels 10 beim Vorschieben des Stapels
in die Schneidstellung und bei der Rückbewegung des Vorschubsattels 10 am
Ende eines Schneidvorganges einschaltet, während die andere Spule 58, wenn sie erregt
wird, eine Umschaltung des Getriebes 50 auf die niedrige Geschwindigkeit
hervorruft, mit der der Vorschubsattel 10 und der durch diesen bewegten Stapel am
Ende der Einstellbewegung bis in die gewünschte Lage bewegt werden. Durch Verlangsamung
der Bewegung des Vorschubsattels 10 werden die Auswirkungen der Trägheit des Stapels
selbst wie auch des verhältnismäßig schweren Vorschubsattels 10 herabgesetzt,
und der Stapel wird genau in den gewünschten Stellungen zum Anhalten gebracht.
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Gemäß den F i g. 1 und 3 weist der Vorschubsattel 10 einen nach oben
ragenden Arm 60 auf, der mit einem Speicherband 65, vorzugsweise aus Metall, verbunden
ist. Dieses Band läuft um eine hintere Umlenkrolle 67, die auf einer oberhalb des
hinteren Endes des Tisches 15 vertikal angeordneten Welle 68 gelagert ist. Sodann
läuft das Band zur Vorderseite des Tisches an dem Vorschubsattel und dem Klemmbalken
40 vorbei um ein Paar von nicht dargestellten Führungsrollen, die im wesentlichen
über dem Klemmbalken 40 liegen, und sodann nach außen zu den einander gegenüberliegenden
Enden der Messertragteile um ein Paar von Endführungsrollen 70
(F i g. 3).
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An der Vorderseite der Maschine trägt das Band 65 einen Hauptbewegungsübertragungsblock
72, der sich zusammen mit dem Band und demzufolge auch zusammen mit dem Vorschubsattel
'-ü bewegt. Dieser Block trägt einen Hilfsblock 75, der verstellbar mit dein Hauptblock
72 über eine Feineinsellschraube 76 verbunden ist, die in den Hilfsblock 75 eingeschraubt
ist und eine Nase 78 des Hauptblockes 72 erfaßt_ DiP @rhranhP 7(i hat an ihren hairlen
Unrlpn
Justierschrauben, um die Nase 78 zur Feineinstellung gegenüber
dem Hilfsblock 75 verstellen zu können.
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Die Steuerung für den Vorschubsattel weist ein Speicherband
80 auf, auf dem Impulsmarkierungen an beliebigen Stellen angebracht werden
können, und bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 bis 5 wird
das Speicherband durch ein durchsichtiges oder durchscheinendes Band 80 gebildet,
von dem ein Teil in F i g. 6 gezeigt ist. Dieses Band ist in Form einer Schleife
geführt, an der der Mlfsblock 75 befestigt ist, und läuft über Führungsrollen 82
an beiden Enden des Gestells. Diese Führungsrollen sitzen an den Enden von Kurbelarmen
85 und 86, die mit ihren oberen Enden an feststehenden Armen 87 und 88 schwenkbar
gelagert sind. Der Arm 85 ist mit der beweglichen Stange 90 eines Solenoids 92 verbunden,
an Stelle dessen auch ein pneumatischer Zylinder mit einer üblichen Servosteuerung
durch ein Solenoid vorgesehen sein könnte. In jedem Fall wird die Normalstellung
des Speicherbandes 80 durch die Normalstellung der Stange 90
bei ausgeschaltetem
Solenoid 92 festgelegt, und die Arme 85 und 86 werden zusammen mit dem Band
80 durch eine Feder 95 in diese Normalstellung gedrückt. Die Feder
95 ist über einen Verlängerungshebel 96 an einem Ende mit dem Arm 86 verbunden,
während sie mit ihrem anderen Ende an einem feststehenden Punkt der Maschine befestigt
ist. In der Bewegungsbahn des Armes 85 ist eine einstellbare Anschlagschraube 98
vorgesehen, gegen die sich der Arm bei Einschaltung des Solenoids 90 anlegen kann,
so daß das Speicherband versetzt wird. Die impulserzeugenden Markierungen werden
auf dem Band als undurchsichtige Marken in den ausgewählten Lagen der Vorrichtung
angebracht. Die Steuerstellung wird durch eine Lichtquelle 100 auf einer Seite des
Speicherbandes 80 definiert, und ihr Licht wird durch das Band
80 hindurch auf einen Aufnahmekopf 105 geworfen. Dieser Aufnahmekopf weist
eine Abschaltphotozelle 106 und eine Geschwindigkeitsumschaltphotozelle 107 auf.
Wenn der Vorschubsattel sich nach vorn bewegt, so bewegt sich das obere Teil des
Bandes 80 in der Blickrichtung gemäß F i g. 3 von links nach rechts, damit die Markierungen
auf dem Band 80 zuerst zwischen der Lichtquelle 100
und der Photozelle
107 vorbeilaufen, wobei sie einen »Umschalt«-Impuls erzeugen. Anschließend erreicht
die erste Markierung die durch die Photozelle 106 definierte Stopstellung, in der
das auf diese Photozelle fallende Licht abgeschirmt und ein »Stop«-Impuls erzeugt
wird.
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Auf dem Band 80 können mittels eines Kohlepapierbandes 110, das, im
Bereich des Aufnahmekopfes 105 auf der gegenüberliegenden Seite des Bandes
80 durch ein Rollenpaar 112 geführt, entlang ; des Bandes 80 verläuft,
undurchsichtige Markierungen angebracht werden. Das Band 110 wird von einer austauschbaren
Spule 115 abgezogen und nach seinem Gebrauch auf eine Spule 116 aufgewickelt, wenn
diese vom Motor 118 aus angetrieben wird, Vorzugs- E weise wird das Kohleband nach
jeder Markierung weiterbewegt, so daß alle Markierungen von gleichmäßiger Dichte
sind, weil für jede Markierung ein frisches Stück des Kohlepapiers verwendet wird.
Die Anbringung .einer Markierung erfolgt durch einen c Stempel 120, der hinter dem
Band 110 liegt und bei manueller Betätigung des Steaersolenoids 121 (F i g. 7) das
Kohleband gegen die Oberfläche des Bandes 80 drückt, so daß auf diesem eine
löschbare undurchsichtige Markierung erzeugt wird. Ein weiterer Stempel 122 mit
zugehörigem Betätigungssolenoid 123 dient zur Anbringung von Markierungen c in einem
anderen Kanal, beispielsweise zur Anbringung von Markierungen für »Ende der Arbeit«,
zur Umsteuerung der Bewegungsrichtung des Vorschubsattel-Antriebsmotors usw. Eine
Anzahl derartiger Markierungen 180, 182, die in verschiedenen Steuerkanälen
124 angeordnet sind, die in Längsrichtung des Steuerbandes 80 verlaufen, ist in
F i g. 6 gezeigt.
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Wie schon erwähnt wurde, sind die undurchsichtigen Markierungen auf
dem Band 80 löschbar, so daß Korrekturen durchgeführt oder eine vollständige Serie
von Markierungen, die eine bestimmte Schneidarbeit repräsentiert, gelöscht und durch
eine neue Gruppe von Markierungen ersetzt werden kann. In F i g. 5 ist eine Löschvorrichtung
für diesen Zweck dargestellt, die ein Tuchband 125 aufweist, das von einer Spule
126 abgespult und anschließend von einer Spule 127 aufgenommen wird, welche von
einem Motor 128 angetrieben wird. Das Band 125 verläuft entlang der Oberfläche des
Speicherbandes 80, und zwar normalerweise unter einem gewissen Abstand hiervon und
um .eine Steuerwalze 130 herum, die am einen Ende eines schwenkbar gelagerten Winkelhebels
132 gelagert ist. Dieser Winkelhebel 132 kann mittels eines Solenoids 135
derart verschwenkt werden, daß ein Teil des Tuchbandes mit der Oberfläche des Scuerbandes
80 in Berührung gelangt, und in dieser Einstellung wischt das Tuchband bei Einschaltung
des Motors 128 über die Oberfläche des Steuerbandes 80 und entfernt von diesem die
an der betreffenden Stelle befindlichen undurchsichtigen Markierungen.
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Die F i g. 8 bis 11 zeigen eine Schaltung, wie sie in Verbindung mit
der vorstehend beschriebenen Steuereinrichtung für den Vorschubsattel einer Schneidmaschine
verwendet werden kann. Diese Schaltung ist für jede Photozelle vorgesehen, und beim
Vorbeilaufen einer undurchsichtigen Markierung zwischen der Lichtquelle und der
Photozelle NPN (F i g. 9) wird ein Impuls abgegeben, der bewirkt, daß das Steuergitter
eines Thyratrons 2 D 21 kurzfristig gegenüber Erde positiv und das Thyratron 2 D
21 zündet, so daß die Relaisspule R unter Spannung gesetzt wird. Das Relais R bleibt
eingeschaltet, bis das Thyratron 2 D 21 gelöscht wird.
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F i g. 10 zeigt eine Stromquelle, die die verhältnismäßig niedrige
Spannung von +38 Volt für die Photozellen und 6,3 Volt Heizspannung liefert. F i
g. 11 zeigt eine Schaltung zur Speisung von +150 Volt Gleichspannung an den von
dem Thyratron 2 D 21 gemäß F i g. 9 gesteuerten Relaiskreis. In F i g. 8 ist die
Schaltung für die Vorschubsattel-Steuerung gezeigt. Die Leitungen L 1 und L 2 sind
an eine Wechselstromquelle von beispielsweise 110 und 60 Hz angeschlossen, und die
Blockeinheit 145 umfaßt die Schaltkreise gemäß den F i g. 9 und 10. Der Anschluß
an die Speisespannung erfolgt über einen handbetätigten doppelpoligen Zweistellungsschalter
150.
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Wie der untere Teil der F i g. 8 zeigt, leitet der Zweiwegegleichrichter
152 den Leitungen 153 und 154 und dem angeschlossenen Kreis über die Sicherungen
155 Gleichstrom zu. Dieser gesamte Kreis ist mittels eines normalerweise geschlossenen
Schalters 156 steuerbar, durch den der Klemmbalkenmechanis-
Mus
gemäß F i g. 2 derart betätigt wird, daß er immer dann öffnet, wenn der Klemmbalken
40 sich außerhalb seiner angehobenen Ruhestellung befindet. Die Leitung 154 führt
getrennt zu den bereits erwähnten Getriebe-Steuerspulen 57 und 58, und der durch
jede dieser Spulen 57, 58 fließende Strom kann zwecks Einstellung der Haltekräfte
durch Verstellwiderstände 157 bzw. 158 verändert werden. Diese Stromkreise werden
außerdem durch die Kontakte verschiedener Solenoide im Hauptstromkreis geschaltet,
wie nachfolgend beschrieben werden soll.
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Zum Zwecke der Erläuterung soll angenommen werden, daß sich der Stopschalter
160 in seiner normalen geschlossenen Betriebslage befindet und daß sich der Vorschubsatte110
in irgendeiner Zwischenstellung innerhalb seines Bewegungsbereiches befindet, so
daß der vordere Begrenzungsschalter 162, den der Vorschubsattel in seiner vordersten,
dem Messer nächsten Stellung erfaßt, und der hintere Begrenzungsschalter 163, den
der Vorschubsattel in seiner hintersten Stellung öffnet, beide geschlossen sind.
Somit sind die Leitungen 164 und 165 an die Leitung L 1 angeschlossen. Wenn der
Bedienungsmann die automatische Steuerung für den Vorschubsattel benutzen will,
so schließt er den Schalter 150, wobei er die Stromversorgung 145 mit der
Wechselstromquelle verbindet. Gleichzeitig werden auch die unteren Kontakte des
Schalters 150 geschlossen, und wenn der Bedienungsmann den handbetätigten Selbstanlaufschalter
170 schließt, so wird die Spule des Haupt- ; Steuerrelais A an Spannung gelegt.
Hierdurch werden die Kontakte A 1 und A 2 des Relais A geschlossen.
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Das Relais L ist normalerweise Mit der Speiseeinrichtung 145 verbunden,
weil der handbetätigte Wiedereinstellungsschalter 172 normalerweise geschlossen
ist, und dieses Relais L wird seinerseits von der Stop-Photozelle 106 gesteuert.
Dieses Relais L hat einen einzelnen Satz von normalerweise geschlossenen Kontakten
L 1, die die Spule des Hauptrelais A steuern, so daß immer dann, wenn ein Impuls
von der Photozelle 106 abgegeben wird, das Relais L eingeschaltet wird, die Kontakte
L 1 öffnen und damit das Relais A ausgeschaltet wird, so daß dessen Kontakte
A 1 und A 2 abfallen. Das Relais H ist parallel zum Relais
L an die Speiseeinrichtung 145 angeschlossen, und seine Einschaltung wird über einen
Schaltkreis gemäß F i g. 8 durch die UMschalt-Photozelle 107 gesteuert. Das Relais
H hat einen einzigen Satz von normalerweise geschlossenen Kontakten H 1, die in
einem Kreis liegen, der die Spule des Schnellgangrelais F steuert.
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Solange das Relais F nicht eingeschaltet wird, arbeitet das Getriebe
50 von selbst mit geringer Geschwindigkeit. Wenn ein Umschaltimpuls von der Photozelle
107 eine Einschaltung des Relais H hervorruft, so fällt das Relais F ab,
und das Getriebe schaltet auf niedrige Geschwindigkeit. Dies wird dadurch hervorgerufen,
daß im Speisekreis der der niedrigen Geschwindigkeit zugeordneten Getriebeschaltspule
58 ein Ruhekontakt F 1 und im Speisekreis der Spule 57 für hohe Geschwindigkeit
Arbeitskontakte F 2 vorhanden sind. Wenn daher das Relais F an Spannung gelegt wird,
so öffnen die Kontakte F 1, und die Kontakte F 2 schließen, und es wird nur die
Spule 57 eingeschaltet, so daß die hohe Geschwindigkeit für die Bewegung des Vorschubsattels
10 eingeschaltet wird, wenn angenommen wird, daß sich zu diesem Zeitpunkt der Vorschub-Sattel
nach vorn bewegt. Wenn das Relais H eingeschaltet und demzufolge das Relais F ausgeschaltet
wird, so verläuft der Vorgang genau umgekehrt, indem die Spule 58 über die Kontakte
F 1 in den Gleichstromkreis eingeschaltet wird, wobei dann die Kontakte F 2 offen
sind und die Spule 57 für die hohe Geschwindigkeit keinen Strom erhält. Wenn daher
angenommen wird, daß der Vorschubsattel sich nach vorn bewegt und daß noch von keiner
der Steuerphotozellen ein Impuls abgegeben worden ist, so sind die Relais A und
F eingeschaltet, und der Vorschubsattel bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit nach
vorn. Der Bedienungsmann kann den Vorschub= Sattel auch ohne die Steuerung mit hoher
Geschwindigkeit nach vorn bewegen, indem er den normalerweise geöffneten Schnellauf-Schalter
174 schließt, der die Kontakte A 1 und A 2 überbrückt und das Relais
F einschaltet, solange das Umschaltrelais H ausgeschaltet ist. Wenn der Bedienungsmann
dagegen eine Bewegung des Vorschubsattels mit niedriger Geschwindigkeit wünscht,
so kann er den normalerweise offenen Langsamiaufschalter 175 schließen, wodurch
die Spule des Relais S erregt wird, die ihre normalerweise offenen Haltekontakte
S 1 schließt und ihre normalerweise geschlossenen Kontakte S 2 im Speisekreis des
Relais F öffnet. Der Vorschubsattel bewegt sich dann mit niedriger Geschwindigkeit,
wobei Impulse von der der Umschaltung auf niedrige Geschwindigkeit zugeordneten
Photozelle 107 keine Wirkung haben, bis ein Impuls der Stop-Photozelle
106 das Relais L einschaltet und das Relais A ausschaltet, so daß seine Kontakte
A 1 und A 2 öffnen.
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Wenn das Relais A erregt wird, so wird die Spule des Vorwärtsrelais
D über die Kontakte A 1 und A 2
eingeschaltet, was auch dann
der Fall ist, wenn einer von den handbetätigten Schaltern 174 und 175 für hohe und
niedrige Geschwindigkeit geschlossen wird. Dadurch werden die Kontakte
D 1 und D 2 in der Steuerung für den Vorschubsattel-Antriebsmotor
55 geschlossen, und dieser wird mit der einer Vorwärtsbewegung des Vorschubsattels
zugeordneten Drehrichtung eingeschaltet. Gleichzeitig werden die Kontakte D 3 im
Speisekreis der Steuerspule 58 für die niedrige Geschwindigkeit des Getriebes geschlossen.
Wenn jedoch das Schnellaufrelais F .eingeschaltet ist, so sind die Kontakte F 1
geöffnet und die Kontakte F 2 geschlossen, so daß das Getriebe dann mit seiner hohen
Geschwindigkeit arbeitet.
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Zur Rückwärtsbewegung des Vorschubsattels sind zwei besondere parallel
zueinander geschaltete Relais vorgesehen. Das erste Rückwärtsrelais RA wird durch
die Photozelle 177 (F i g. 7) über einen ein Thyratron 2 D 21 enthaltenden Kreis
entsprechend der in F i g. 9 dargestellten Art gesteuert. Dieses Relais hat Kontakte
RA 1, die, wenn sie geschlossen sind, die Spule des Haupt-Rückwärtsrelais RM einschalten.
Dieses Relais weist Haltekontakte RM 1 in seinem eigenen Speisekreis wie auch Kontakte
RM 2 und RM 3 auf, die in geschlossenem Zustand eine Einschaltung des Vorschubsattel-Antriebmotors
55 in Rückwärtsrichtung bewirken. Ein weiterer Kontaktsatz RM 4 liegt im
Speisekreis der der höheren Geschwindigkeit zugeordneten Spule 57 des Getriebes,
so daß die Bewegung des Vorschubsattels in Rückwärtsrichtung mit hoher Geschwindigkeit
erfolgt. Falls der Vorschubsattel von Hand gesteuert rückwärts laufen soll, so kann
der Bedienungsmann einen normalerweise offenen Schalter 178 schließen, der
die
RM 1-Haltekontakte überbrückt und die Spule des Haupt-Rückwärtsrelais RM einschaltet
und sie über diese Kontakte eingeschaltet hält. Das Relais RM weist außerdem normalerweise
geschlossene Kontakte RM 5 in der Leitung 165 auf, durch die sämtliche Relais
A, D, F und S abgeschaltet werden, wenn der Vorschubsattel nach hinten bewegt
wird. Diese Rückwärtsbewegung dauert an, bis der Vorschubsattel in seiner hintersten
Lage den Schalter 163 öffnet, wodurch das Relais RM abgeschaltet wird und sich der
Vorsehubsattel wiederum mit der höheren Geschwindigkeit nach vorn bewegt, bis die
Umschalt-Photozelle 107 eine Markierung auf dem Speicherband abtastet.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß dieselbe Markierung
auf dem Speicherband 80 über den Aufnahmekopf 105 zweimal abgetastet wird, und zwar
zuerst durch die Photozelle 107, um die Bewegung des Vorschubsattels 10 zu verlangsamen,
und anschließend durch die Photozelle 106, um den Vorschubsattel genau in der gewünschten
Lage zur Ruhe zu bringen. Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung kann
der effektive Abstand zwischen diesen Photozellen im Aufnahmekopf etwa 19 mm betragen,
und es ist insbesondere im Falle der Randbeschneidung möglich, einen geringeren
Abstand zwischen den Markierungen auf dem Speicherband vorzugeben. In solchen Fällen
kann es vorkommen, daß in dem Augenblick, in dem eine Haltmarkierung 180 (F i g.
6) mit der durch die Photozelle 106 festgelegten Stop-Stellung fluchtet, die nachfolgende
Markierung 182 zwischen den Photozellen liegt, und wenn die Vorschubsattelsteuerung
nach Ausführung des Schnittes mit der hohen Geschwindigkeit anlaufen würde, so würde
die Markierung 182 entweder verfehlt, oder aber der Vorschubsattel über die Soll-Stellung
hinauslaufen, nachdem der hier erzeugte Impuls den Vorschubsattel abgestellt hat.
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Um derartige Erscheinungen zu verhindern, ist bei dem Steuersystem
eine Vorabtastung vorgesehen, durch die nach jedem Schnitt festgestellt wird, ob
zwischen den Photozellen eine Markierung vorhanden ist. Dies erfolgt durch das Solenoid
92, das bei Erregung eine Relativbewegung zwischen dem Aufnahmekopf und dem Speicherband
in der der normalen Abtastrichtung entgegengesetzten Richtung bewirkt, indem das
gesamte Speicherband bewegt wird, während der Vorschubsattel stehenbleibt, wobei
sich das in Form einer Schleife gelegte Speicherband 80 bei Bewegung der Rollen
82 um diese herumbewegt. Dies erfolgt durch einen Nocken 200, der durch die Messerantriebswelle
28 verdreht wird und der einen normalerweise offenen Schalter 202 schließt, der
die Einschaltung des Solenoids 92 steuert. Wenn das Messer den Schneidvorgang durchläuft,
ist der Schalter 202 während eines Teiles dieses Arbeitsganges geschlossen, und
das Solenoid 92 wird erregt, so daß es das Speicherband 80 gegenüber dem Aufnahmekopf
105 um .einen Abstand bewegt, der etwas kleiner ist als der Abstand zwischen den
Photozellen 106 und 107. Gleichzeitig wird ein weiterer Nocken 205 derart
verdreht, daß er zeitweise einen Schalter 207 öffnet, der das normalerweise eingeschaltete
Lösehrelais E steuert, das in der Zuleitung der Relaisspulen LH und RA liegende
Kontakte E 1 aufweist.
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Infolgedessen werden die Thyratrone in den Steuerungen für diese Relais
unmittelbar vor der Ausschaltung des Solenoids 92 gegen Ende des Messerschneidzyklus
gelöscht, um zu gewährleisten, daß diese Relais ausgeschaltet sind und daß das Relais
H ansprechbereit ist für einen Steuerimpuls von der Photozelle 107, wenn
das Speicherband 80 freigegeben und durch die Feder 95 zurückgeführt wird.
Wenn zwischen den Photozellen eine Markierung 182 vorhanden war, so bewegt sie sich
während dieser Rückführbewegung an der Photozelle 107 vorbei, wodurch das
Relais H erregt und das System derart umgeschaltet wird, daß der Anlauf des Vorschubsattels
mit niedriger Geschwindigkeit erfolgt. Die Markierung erreicht sodann die Photozelle
106 mit niedriger Geschwindigkeit und löst daher das Stillsetzen des Vorschubsattels
mit der gewünschten Genauigkeit aus.
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Die F .i g. 13 und 14 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung. Bei der Anordnung nach F i g. 13 werden ein Magnetspeicherband
und entsprechend ein Magnetabtastkopf verwendet, während bei der Anordnung nach
F i g. 14 ein optisches System (d. h. ein Lichtstrahl und eine Photozelle) zur Abtastung
von Steuermarkierungen vorgesehen ist und die Markierungen sichtbar auf einem Band
aufgezeichnet sind. Deshalb können diese beiden zueinandergehörigen Ausführungsformen
auch gemeinsam beschrieben werden. Auch kann das Blockdiagramm eines Steuersystems
nach F i g. 12 für beide Vorrichtungen nach den F i g. 13 oder 14 Verwendung finden.
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Gemäß F i g. 13, auf die zunächst Bezug genommen werden soll, ist
als Speicherelement ein magnetisierbares Band 300 vorgesehen, das über nicht dargestellte
Spulen läuft. Dieses Band 300 wird durch Rollen 302 über ein mit feinen Zähnen versehenes
Rad 305 geführt, das von der die Bewegung des Vorschubsattels bewirkenden
Leitspindel 12 aus angetrieben wird. Somit wird also das Band schlupffrei von der
Zahnwalze 305 angetrieben, so daß sich dieses mit einer der Bewegung des Vorschubsattels
direkt proportionalen Geschwindigkeit bewegt. Vorzugsweise soll sich das Band mit
einer Geschwindigkeit bewegen, die um einen Faktor größer ist als diejenige des
Vorschubsattels, so daß der Abstand zwischen den Steuermarkierungen auf dem Band
etwas größer und infolgedessen die Abtastung einander benachbarter Markierungen
erleichtert wird. Dieses Geschwindigkeitsverhältnis kann wahlweise über den Durchmesser
der Zahnwalze 305 eingestellt werden. Es hat sich bei einer Ausführungsform als
günstig herausgestellt, wenn die Bandgeschwindigkeit etwa das Sechsfache der Geschwindigkeit
des Vorschubsattels beträgt.
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Das Band verläuft von der Zahnwalze 305 aus über Führungswalzen 307,
die auf einer Feineinstellkonsole 308 gelagert sind. Diese Konsole ist mit einer
Markierung versehen, die einer neben der Konsole 308 angebrachten feststehenden
Skala 309 zugeordnet ist. Falls daher eine Feineinstellung der Lage einer
einen Steuerimpuls erzeugenden Markierung auf dem Band gegenüber der Stellung des
Vorschubsattels erforderlich ist, so bewirkt eine Bewegung der Rollen
307 über die Einstellkonsole 308 eine Vor-oder Rückwärtsbewegung der
Markierung auf dem Band gegenüber dem Ablesekopf 310, wobei eine Bewegung des Bandes
gegenüber der Zahlwalze 305 vermieden wird.
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Der Ablesekopf 310 ist feststehend in der Nähe des
Bandsteuerungsringes
315 gelagert, der seinerseits um seine Achse drehbar gelagert ist. Das Band ist
auf dem Ring 315 über Rollen 316 und 318 geführt und läuft sodann am Ablesekopf
310 vorbei über eine Steuerrolle 320 auf dem Ring 315, eine Führungsrolle 322 und
die von der Einstellkonsole 308 getragene Führungsrolle 307.
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Die Drehbewegung des Ringes 315 erfolgt mittels eines nicht dargestellten
Solenoids. Der Hub dieses Solenoids und damit die einzelnen Stellungen des Ringes
315 können durch geeignete Anschläge eingestellt werden, die zur Vereinfachung ebenfalls
nicht gezeigt sind.
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In der in Fig. 13 in ausgezogenen Linien dargestellten Einstellung
ist die Vorrichtung auf normale Vorwärtsbewegung des Vorschubsattels mit hoher Geschwindigkeit
eingestellt, und bei dieser Vorwärts-Bewegung dreht sich die Zahnwalze 305 in Uhrzeigerrichtung
und bewegt dabei das Band in Richtung des Pfeiles 325. Wenn die erste Markierung
auf dem Band an dem Kopf 310 vorbeiläuft, wird der Steuereinrichtung des Antriebsmotors
ein Impuls zugeleitet und von hoher auf niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet. Gleichzeitig
wird der Ring 315 derart verschoben, daß sich die Rollen 318 und 320 aus der ausgezogen
dargestellten in die gestrichelt dargestellte Lage bewegen. Hierdurch wird der in
Nähe des Ablesekopfes 310 befindliche Abschnitt des Bandes gegenüber dem Ablesekopf
rückwärts bewegt, so daß dieselbe Steuermarkierung auf dem Band anschließend noch
ein zweites Mal vor den Ablesekopf gelangt. Der Ablesekopf erzeugt dabei ein Signal
für die Umschaltung von langsamer Geschwindigkeit auf Stop, so daß der Vorschubsattel
genau in der gewünschten Lage stillgesetzt wird.
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In Nähe des Ringes 315 liegt ein Schalter 328, dessen Betätigungsarm
von einer Nase 330 auf dem Ring erfaßt werden kann. Dieser Schalter wird normalerweise
durch Anlage an dieser Nase 330 geöffnet gehalten, wenn sich der Ring 315
in seiner Normalstellung befindet, die in voll ausgezogenen Linien dargestellt ist.
Wenn jedoch der Ring 315 gedreht wird, so bewegt sich die Nase von dem Schalter
weg, und dieser schließt sich beispielsweise infolge einer in dem Schalter angebrachten
Feder, wobei dem Steuersystem ein Signal zugeleitet wird, das bewirkt, daß die nächste,
von dem Kopf 310 abgetastete Markierung die Bewegung des Vorschubsattels
unterbrechen soll.
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F i g. 12 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuersystems für diese
Anordnung und auch für die Anordnung gemäß F i g. 14. Die Papierschneidmaschine
ist als ein Block dargestellt und weist wieder den Vorschubsattel auf, und die Motorsteuerung
335 ist von der im unteren Teil des Schaltplanes in F i g. 8 dargestellten Art.
Es werden also das Anlaufen, das Anhalten, die Richtungsumkehr und die Einschaltung
der hohen oder der niedrigen Geschwindigkeit des Vorschubsattelmotors gesteuert.
Der Bandantrieb 337 wird in der bereits erläuterten Weise von dem Vorschubsattelantrieb
abgeleitet, und das Band 300 bewegt sich bei Bewegung des Vorschubsattels an dem
Ablesekopf 310 vorbei. Außer diesem Ablesekopf ist ein weiterer, bei 338 angedeuteter
Ablesekopf der gleichen Art vorgesehen, der auf die gleiche Weise wie der Ablesekopf
310 die Rückwärtsbewegung des Vorschubsattels steuert.
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Wenn angenommen wird, daß sich das Band und demzufolge auch der Vorschubsattel
nach vorn bewegen, so tastet der Ablesekopf 310 die erste Steuer-- magnetmarkierung
auf dem Band ab und leitet einen Impuls über den Vorverstärker 340 zu der Umschaltvorrichtung
342, --die von der in F i g. 9 dargestellten Konstruktion sein kann. Von dieser
Umschaltvorrichtung aus läuft außerdem ein Impuls über die Leitung 343 zur Motorsteuerung
335, so daß der Vorschubsattelantrieb von hoher auf niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet
wird. Gleichzeitig leitet die Umschaltvorrichtung 342 über die Leitung
344 einen Impuls zur Bandschaltsteuerung 345, wodurch der Ring 315 verdreht
wird. Hierbei gelangen die Rollen 318 und 320 in die gestrichelt dargestellten Lagen
und bewegen dabei die bereits abgetastete Steuermarkierung wieder zurück bis in
eine vor dem Ablesekopf 310
liegende Stellung. Wenn die Umschaltvorrichtung
342 eingeschaltet wird, so schließt der Schalter 328, und hierdurch wird die Stop-Schaltung
348 über eine Leitung 349 betätigt, die beispielsweise dazu dienen kann, dem Gitter
des Thyratrons, wie es bei der Steuerschaltung gemäß F i g. 9 gezeigt ist, eine
positive Spannung zuzuleiten.
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Wenn dieselbe bereits einmal abgetastete Markierung wieder am Ablesekopf
310 vorbeiläuft, so läuft ein weiterer Impuls über den Verstärker 350 zur Stop-Schaltung
348, so daß deren Thyratron zündet und über die Leitung 352 der Motorsteuerschaltung
einen Impuls zuleitet, durch den der Antrieb des Vorschubsattels ganz abgestellt
wird.
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Nach dieser genauen Einstellung des Vorschubsattels löst der Bedienungsmann
einen Schneidarbeitsgang aus, bei dessen Beendigung über die Leitung 354
der Bandschaltsteuerung 345 ein Impuls zugeleitet wird, mit der Wirkung,
daß der Ring 315 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird, in der er dem Abtasten
zwecks Umschaltung von Schnell auf Langsam dient. Während dieser umgekehrten Relativbewegung
zwischen dem Aufnahmekopf 310 und dem Band wird das Band am Ablesekopf vorbei nach
vorn gezogen, wobei die bereits vorher abgetastete impulserzeugende Markierung,
die die Ausschaltung des Vorschubsattels bewirkte, bis über den Ablesekopf 310 hinaus
bewegt wird. Wenn dieser ersten Markierung eine Markierung mit geringem Abstand
folgt, der kleiner ist als die bei der Bewegung des Ringes 315 abgetastete Bandlänge,
so bewirkt diese Markierung unmittelbar das Hindurchlaufen eines Impulses vom Ablesekopf
über den Vorverstärker 340, um die Umschaltvorrichtung 342 zu betätigen.
Der Vorschubsattel läuft dann in Vorwärtsrichtung mit niedriger Geschwindigkeit
an, und der Ring wird sofort in die gestrichelte Lage zurückbewegt, und wenn die
Markierung den Kopf 310 erreicht, so bewirkt er eine Auslösung der Stop-Schaltung
348, um den Antrieb des Vorschubsattels in der für den Beschneidvorgang erforderlichen
genauen Lage anzuhalten.
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Die in F i g. 14 dargestellte abgewandelte Schaltung arbeitet in der
gleichen Weise, wie es vorstehend in Verbindung mit F i g. 13 beschrieben wurde,
und deshalb sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Der
einzige Unterschied liegt darin, daß das Band 400 optisch ablesbar ist, und zwar
ist es vorzugsweise durchsichtig oder durchscheinend und weist löschbare undurchsichtige
Markierungen auf. Außerdem ist der Magnetablesekopf 310 durch eine Photozelle
410 und eine Lichtquelle 412 ersetzt.
Die Wirkungsweise
dieser Konstruktion ist die ;leiche, wie bereits beschrieben, und es kann auch die
;leiche Steuerung gemäß F i g. 12 Verwendung finden.