DE2042717C3 - Device for setting setpoint generators for program-dependent control of a machine - Google Patents
Device for setting setpoint generators for program-dependent control of a machineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand des älteren Patents 1948047.The invention relates to a device as described in more detail in the preamble of claim 1 Art. Such a device is the subject of earlier patent 1948047.
Bei der älteren Vorrichtung sind mehrere Sollwertgeber zur Steuerung einer Maschine auf einem Programmträger befestigt. Die Sollwertgeber werden bei der Aufstellung der Maschine von Hand fest eingestellt, z. B. durch Verdrehen oder Verschieben von Potentiometern.The older device has several setpoint generators for controlling a machine attached to a program carrier. The setpoint generators are at the installation of the machine manually set, z. B. by twisting or moving Potentiometers.
Stellt sich später während des Betriebes jedoch heraus, daß ein oder mehrere Sollwertgeber nicht optimal eingestellt sind, so kann die Neueinstellung dieser Sollwertgeber nur wiederum von Hand erfolgen, und zwar durch Bedienungspersonal, das die Maschinenwerte feststellt und daraufhin die Sollwertgeber neu einstellt. Diese Vorgehensweise ist jedoch kostspielig, mühsam und zeitraubend.If, however, it turns out later during operation that one or more setpoint generators are not optimal are set, the readjustment of this setpoint adjuster can only be done again by hand, and by operating personnel who determine the machine values and then re-set the setpoint generators adjusts. However, this approach is costly, tedious, and time consuming.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Einstellvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche eine automatische Justierung sämtlicher Sollwertgeber zu jedem beliebigen Zeitpunkt mit verhältnismäßig geringem Aufwand ermöglicht. In contrast, the object of the invention is to provide an adjusting device of the type mentioned at the beginning Kind of creating which automatic adjustment of all setpoint generators to any one Time with relatively little effort made possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einstellvorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 4 gekennzeichnet.Advantageous configurations of the adjustment device according to claim 1 are characterized in claims 2 to 4.
Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß die Einstellung einer Vielzahl von Sollwertgebern durch ein einziges Antriebsorgan erfolgt, das automatisch auf den zu justierenden Sollwertgeber positioniert und mit gekoppelt wird.The technical progress achieved by the invention is that the setting of a variety of setpoint generators is carried out by a single drive unit, which is automatically adjusted to the Setpoint generator is positioned and coupled with.
Bei einer Vorrichtung zur Programmsteuerung mehrerer durch Nockenscheiben betätigter Schaltkontakte einer elektrischen Maschinensteuerschaltung in einer festgelegten Reihenfolge (GB-PS 220051) ist es an sich bereits bekannt, für sämtliche Nockenscheiben der Schaltkontakte ein gemeinsames Antriebsorgan in Form einer motorgetriebenen Zahnradwelle vorzusehen, wobei jede Nockenscheibe mit der Zahnradwelle über eine Magnetkupplung in Triebverbindung bringbar ist. Die bekannte Programmsteuervorrichtung eignet sich jedoch auf Grund ihrer zyklischen Betätigung von Schalt kontakten nicht zu einer nur gelegentlich erfolgenden Justierung von Sollwertgebern, wie z. B. Potentiometer, entsprechend der Aufgabe der Erfindung.In a device for program control of several switching contacts operated by cam disks an electrical machine control circuit in a specified order (GB-PS 220051) it is already known per se, for all The cam disks of the switching contacts have a common drive element in the form of a motor-driven one Provide gear shaft, each cam disk with the gear shaft via a magnetic coupling in Drive connection can be brought. However, the known program control device is suitable due to their cyclical actuation of switching contacts does not result in an only occasional adjustment of Setpoint generators, such as B. potentiometer, according to the object of the invention.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawings
Fig. 1 ein Informationsflußschaltbild einer Maschinensteuerungseinrichtung, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird,1 shows an information flow diagram of a machine control device, in which the device according to the invention is used,
Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung, undFig. 2 is an electrical circuit diagram of an inventive Adjustment device, and
Fig. 3 und 4 Schaltungsbeispiele für Dekodierschaltungen zur Verwendung bei der Einstellvorrichtung nach Fig. 2.3 and 4 circuit examples for decoder circuits for use in the setting device according to Fig. 2.
Der in Fig. 1 mit D bezeichnete Funktionsblock stellt einen Programmträger in Form einer rechteckigen Platte dar, auf der nebeneinander mechanisch einstellbare analoge Geber angeordnet sind. Der Programmträger D dient zur programmabhängigen Steuerung einer Maschine A, insbesondere zur Verarbeitung von Kunststoffen. Bei den Sollwertgebern handelt es sich um Dreh-, Schiebepotentiometer und/oder um durch Druck- und/oder Wahlschalter einstellbare Potentiometer. Es können auf einem Programmträger D Potentiometer gleicher Art, also mit gleichem Einstellorgan, oder Potentiometer verschiedener Art, also mit verschiedenen Einstellorganen, vorhanden sein. Die Potentiometer werden für jede Maschine A einmalig von Hand fest eingestellt. Die Ausgänge der Potentiometer liefern die Stellwerte für die Maschine A, beispielsweise Werte für Stellbewegungen, für Drücke, für Temperaturen, für Mengen od. dgl. The function block denoted by D in FIG. 1 represents a program carrier in the form of a rectangular plate on which mechanically adjustable analog transmitters are arranged next to one another. The program carrier D is used for program-dependent control of a machine A, in particular for processing plastics. The setpoint generators are rotary and slide potentiometers and / or potentiometers that can be adjusted using pressure and / or selector switches. Potentiometers of the same type, that is to say with the same setting element, or potentiometers of different types, that is to say with different setting elements, can be present on a program carrier D. The potentiometers are set by hand once for each machine A. The outputs of the potentiometers supply the control values for machine A, for example values for adjusting movements, for pressures, for temperatures, for quantities or the like.
Die auf die genannte Weise gesteuerte Maschine A ist an einen Prozeßrechner B angeschlossen. Während des Betriebes werden mit Hilfe des Prozeßrechners Ii auch die auf dem Programmträger D eingestellten Stellwerte verändert, wenn z. B. vom Prozeßrechner B festgestellt wird, daß die Einstellung eines oder mehrerer Sollwertgeber nicht optimal ist. Dieses ist an Hand der Fig. 1 näher gezeigt. Hierzu nimmt der Prozeßrechner B die momentanen Maschinendaten auf und vergleicht diese mit Sollwerten. Stimmen !stund Sollwerte nicht überein, so wird im Prozeßrechner H die Adresse der falsch eingestellten Sollwertge- The machine A controlled in this way is connected to a process computer B. During operation, the control values set on the program carrier D are also changed with the aid of the process computer Ii , if z. B. it is determined by the process computer B that the setting of one or more setpoint generators is not optimal. This is shown in more detail with reference to FIG. 1. For this purpose, the process computer B records the current machine data and compares them with setpoints. If the setpoint values do not match, the address of the incorrectly set setpoint value is stored in the process computer H
ber und die Größe der durchzuführenden Korrektur ermittelt. Der Prozeßrechner B gibt zunächst die Adresse des Sollwertgebers und dann das Korrekturrignal an eine Dekodier- und Einstellvorrichtung C, weiche die Nachstellung des betreffenden Sollwertgebers auf dem Programmträger D durchführt. Diese Nachstellung führt zu einer Änderung der Maschinendaten in einem mit der Maschine Λ verbundenen Schaltschrank E. determined about and the size of the correction to be carried out. The process computer B first sends the address of the setpoint generator and then the correction signal to a decoding and setting device C, which adjusts the relevant setpoint generator on the program carrier D. This readjustment leads to a change in the machine data in a control cabinet E connected to the machine Λ.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Dekodier- und Einstellvorrichtung C gemäß Fig. 1. Die Vorrichtung C umfaßt einen parallel zu dem Programmträger D angeordneten Koordinatenantrieb, der fest auf dem Programmträger aufgesetzt sein kann. Der Koordinatenantrieb ist mit einem Schlitten gekoppelt, der in jc- oder y-Richtung auf jede beliebige Stelle des Programmträgers D verschiebbar ist. Auf dem Schlitten ist ein Schrittmotor angebracht, an dessen Achse eine Magnetkupplung aufgesetzt ist. Auf den Einstellorganen der Sollwertgeber sind zu dieser Magnetkupplung passende Gegenstücke angebracht. Soll die Einstellung eines Sollwertgebers geändert werden, wird, vom Prozeßrechner B gesteuert, der Schrittmotor mittels des Koordinatenantriebes auf den entsprechenden Sollwertgeber gefahren, die Magnetkupplung betätigt und der Sollwertgeber durch den Schrittmotor entsprechend der Prozeßrechnerinformation neu eingestellt. Für die Bewegung des Schlittens in x- und in y-Richtung können zwei Schrittmotore verwendet werden, die mittels Impulse vom Prozeßrechner B gesteuert werden. An Stelle von Schrittmotoren können auch gewöhnliche Elektromotoren mit einer Potentiometerfolgesteuerung eingesetzt werden, wodurch der Steuerungsaufwand verhältnismäßig gering ist. Dieser Fall ist in Fig. 2 veranschaulicht. Jedem der beiden, nicht dargestellten Elektromotoren ist ein Differenzverstärker und ein mit der Motorbewegung verstellbares Potentiometer zugeordnet, und zwar dem Motor für die .v-Koordinate beispielsweise der Differenzverstärker Dx und das Potentiometer Px und dem Motor für die ^-Koordinate der Differenzverstärker Dy und das Potentiometer Py. Der eine Eingang jedes Differenzverstärkers Dx, Dy ist mit dem Abgriff des zugeordneten Potentiometers Px bzw. Py verbunden, während der andere Eingang in der gezeigten Weise mit dem Ausgang einer, aus einem Dioden-Widerstandsnetzwerk bestehenden Dekodierschaltung verbunden ist, deren Eingänge von dem Prozeßrechner B gesteuert werden. Die Ausgänge der Differenzverstärker Da', Dy dienen der Steuerung der nicht dargestellten Elektromotoren, wobei die Ausgänge xr und yr einen Rechtslauf und die Ausgänge xl und y/ einen Linkslauf des jeweils zugeordneten Elektromotors bewirken. Die Decodierschaltung ist im dargestellten Beispielsfalle tür zwölf Sollwertgeber ausgelegt. Jeder der Schaltungspunkte 1 bis 12 ist einem Sollwertgeber zugeordnet, und kann von dem Prozeßrechner ß durch Schließen seiner Kontakte I' bis 12' angewählt werden. Die Decodierschaltung besteht im wesentlichen aus einer Matrix mit gleich großen ohmschen Widerständen und Entkopplungsdioden.FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a decoding and setting device C according to FIG. 1. The device C comprises a coordinate drive which is arranged parallel to the program carrier D and which can be placed firmly on the program carrier. The coordinate drive is coupled to a slide which can be moved in the jc or y direction to any point on the program carrier D. A stepper motor is attached to the slide and a magnetic coupling is attached to its axis. Matching counterparts for this magnetic coupling are attached to the setting elements of the setpoint generator. If the setting of a setpoint generator is to be changed , the stepper motor is controlled by the process computer B, driven to the appropriate setpoint generator by means of the coordinate drive, the magnetic coupling is actuated and the setpoint generator is readjusted by the stepper motor according to the process computer information. To move the slide in the x and y directions, two stepper motors can be used, which are controlled by the process computer B by means of pulses. Instead of stepper motors, ordinary electric motors with a potentiometer sequence control can also be used, which means that the control effort is relatively low. This case is illustrated in FIG. Each of the two electric motors, not shown, is assigned a differential amplifier and a potentiometer that can be adjusted with the motor movement, namely the motor for the .v coordinate, for example, the differential amplifier Dx and the potentiometer Px and the motor for the ^ coordinate of the differential amplifier Dy and the Potentiometer Py. One input of each differential amplifier Dx, Dy is connected to the tap of the associated potentiometer Px or Py , while the other input is connected in the manner shown to the output of a decoder circuit consisting of a diode resistor network, the inputs of which are from the process computer B being controlled. The outputs of the differential amplifiers Da ', Dy are used to control the electric motors (not shown), the outputs xr and yr causing the respective associated electric motor to rotate clockwise and the outputs xl and y / to rotate counterclockwise. In the example shown, the decoding circuit is designed for twelve setpoint generators. Each of the switching points 1 to 12 is assigned to a setpoint generator and can be selected by the process computer ß by closing its contacts I 'to 12'. The decoding circuit essentially consists of a matrix with ohmic resistances of the same size and decoupling diodes.
Die Funktionsweise der Decodier- und Einstellvor richtung gemäß Fig. 2 sei im folgenden kurz erläutert. Sobald der Prozeßrechner B feststellt, daß beispielsweise der Sollwertgeber mit der Position 4" nachzustellenist, wird der dieser Position zugeordnete Schalter 4' geschlossen und an den zugeordnetenThe operation of the decoding and setting device according to FIG. 2 will be briefly explained below. As soon as the process computer B determines that, for example, the setpoint generator is to be readjusted to position 4 ", switch 4 'assigned to this position is closed and switched to the assigned
Schaltungspunkt 4 der Decodierschaltung das Potential + angelegt. In den Differenzverstärker Dx fließt ein Strom, der durch die Widerstände Rl, R2, R3 bestimmt wird, während in den Differenzverstärker Dy ein Strom fließt, der durch den Widerstand R4 bestimmt wird. Je nach Stellung der Potentiometer Pa- und Py erfolgt Links- oder Rechtslauf der Elektromotoren, wodurch der Schlitten entsprechend bewegt und die Schleifer der Potentiometer Px und Py so lange verstellt werden, bis der Widersiand des Potentiometers Px mit dem Suinmenwiderstand R\ + Rl + R3 und der Widerstand des Potentiometers Py mit dem Widerstand R4 übereinstimmt. Mit Beendigung dieses Vorgangs befindet sich der auf dem Koordinatenantrieb angebrachte Stellmotor in der gewünschten Position oberhalb des nachzujustierenden Sollwertgebers.Circuit point 4 of the decoding circuit, the potential + applied. In the differential amplifier Dx, a current flows which is determined by the resistors Rl, R2, R3, while a current flows in the differential amplifier Dy, which is determined by the resistor R4. Depending on the position of the potentiometers Pa- and Py , the electric motors run counterclockwise or clockwise , whereby the slide moves accordingly and the sliders of the potentiometers Px and Py are adjusted until the contradiction of the potentiometer Px with the Suinmen resistance R \ + Rl + R3 and the resistance of the potentiometer Py corresponds to the resistance R4. When this process is completed, the servomotor attached to the coordinate drive is in the desired position above the setpoint generator to be readjusted.
Die Decodierung der von dem Prozeßrechner H ausgegebenen Adressen kann auch mittels der in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten Schaltungen erfolgen. In Fig. 3 ist eine Decodierschaltung für 5 Adressen dargestellt. Hierbei sind die ohmschen Widerstände entsprechend abgestuft und die Entkopplung erfolgt durch Dioden. Die Decodierschaltung nach Fig. 4 ist für 3 Adressen ausgelegt. Die ohmschen Widerstände sind entsprechend abgestuft und die Entkopplung erlolgt durch Doppelschalter im Prozeßrechner B. The decoding of the addresses output by the process computer H can also take place by means of the circuits illustrated in FIGS. In Fig. 3, a decoding circuit for 5 addresses is shown. The ohmic resistances are graded accordingly and the decoupling is carried out by diodes. The decoding circuit according to FIG. 4 is designed for 3 addresses. The ohmic resistances are graded accordingly and the decoupling is achieved by double switches in process computer B.
Sobald der auf dem Koordinatenantrieb angebrachte Schrittmotor in die richtige Position gefahren ist, wird über die bereits erwähnte Magnetkupplung die Achse des Schi ittmotors mit dem Einstellorgan des Sollwertgebers verbunden. Ist der Sollwertgeber ein Drehpotentiometer, so wird die Achse des Drehpotentiometers mit der Achse des Schrittmotors verbunden. Entsprechend der Impulsvorgabe des Prozeßrechners B wird die Achse des Schrittmotors und damit die des Drehpotentiometers um den gewünschten Betrag verdreht. Ist der Sollwertgeber ein Schiebepotentiometer, so wird dessen Schleifer durch eine Spindel verschiebbar ausgebildet und die Spindel mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt. Ist das Potentiometer durch Wahlschalter einstellbar, so wird die Achse des Wahlschalters mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt. Der Wahlschalter wird dann durch entsprechend viele Schritte des Schrittmotors in die neue Stellung gebracht. Auch durch Druckschalter einstellbare Potentiometer sind mit dem Schrittmotor zu betätigen.As soon as the stepper motor attached to the coordinate drive has moved into the correct position, the axis of the schi ittmotor is connected to the setting element of the setpoint generator via the aforementioned magnetic coupling. If the setpoint generator is a rotary potentiometer, the axis of the rotary potentiometer is connected to the axis of the stepper motor. The axis of the stepping motor, and thus that of the rotary potentiometer, is rotated by the desired amount in accordance with the impulses specified by the process computer B. If the setpoint generator is a sliding potentiometer, its slider is designed to be displaceable by a spindle and the spindle is coupled to the axis of the stepper motor. If the potentiometer can be set using a selector switch, the axis of the selector switch is coupled to the axis of the stepper motor. The selector switch is then brought into the new position by a corresponding number of steps of the stepper motor. Potentiometers that can be set using pressure switches can also be operated with the stepper motor.
Beim Verbinden der Schrittmotorachse mit dem Druckknopf wird dieser z. B. angehoben oder niedergedrückt (bei Druckschaltern, bei denen bei jeder Betätigung des Druckknopfes oder Hebels der iindere Schaltzustand eingestellt wird), und bei Druckschaltern mit einer durch Niederdrücken oder Anheben und durch Verdrehen zu betätigenden Arretierung wird der Hebel mit der Achse des Schrittmotors gekuppelt und nach oder vor dem Anheben oder Niederdrücken durch den Schrittmotor verdreht.When connecting the stepper motor axis with the push button this z. B. raised or depressed (for pushbuttons where each time the pushbutton or lever is pressed, the other Switching state is set), and for pressure switches with one by pressing down or lifting and by turning the lock to be actuated, the lever is coupled to the axis of the stepping motor and twisted after or before lifting or depressing by the stepper motor.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dsr Erfindung kann jedem Sollwertgeber eine Magnetkupplung zugeordnet werden. Die Magnetkupplungen stehen über Kegelräder mit parallel zum Programmträger geführten Antriebswellen in Verbindung, die selbst untereinander in Triebverbindung stehen und von einem Schrittmotor angetrieben werden. Soll ein Sollwertgeber verstellt weiden, so wird vom Prozeßrechner aus die entsprechende Magnetkupplung betätigt und der Schrittmotor betätigt. Während alle anderen Magnet-In another embodiment of the invention, each setpoint generator can have a magnetic coupling be assigned. The magnetic couplings are via bevel gears with parallel to the program carrier Drive shafts in connection, which are themselves in drive connection with each other and from one Stepper motor are driven. If a setpoint generator is to be adjusted, the process computer actuates the corresponding magnetic coupling and actuates the stepper motor. While all other magnetic
kupplungen leerlaufen, Übertrag! nur die eingeschaltete die Drehung auf den betreffenden Sollwertgeber. clutches idling, carry over! only the switched on the rotation to the relevant setpoint adjuster.
AnStelle eines in a- und y-Richtung verstellbaren Schlittens kann zur Halterung und Verschiebung des Stellmotors auch ein Polarkoordinatenantrieb in Form eines parallel zu dem Programmträger drehbaren Teleskoparms vorgesehen werden, an dem der Stellmotor befestigt ist. Der Teleskoparm ist hinsichtlich seines Verdrehwinkels und seiner Länge von dem Prozeßrechner B in ähnlicher Weise wie der Schlitten des .v-y-Koordinatcnantriebs steuerbar.Instead of a slide adjustable in the a and y directions, a polar coordinate drive in the form of a telescopic arm which can be rotated parallel to the program carrier and to which the servomotor is attached can also be provided for holding and moving the servomotor. With regard to its angle of rotation and its length, the telescopic arm can be controlled by the process computer B in a manner similar to that of the slide of the .vy coordinate drive.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (4)
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Applications Claiming Priority (1)
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