DE2142512C3 - Pneumatisch arbeitendes Programmsteuersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch arbeitendes Prcgrammsteuersystem mit von Druckluft betäligbaren Auslöseelementen für die zu steuernden Arbeitsvorgänge, deren Beendigung anzeigenden Vollzugsmeldern sowie einem Lesekopf zum pneumalischen Ablesen eines durch einen Vorschubantrieb schrittweise weiterbewegbaren gelochten Datenträgers, bestehend aus zwei Blöcken, die an den Stellen möglicher Löcher des Datenträgers paarweise miteinander fluchtende Lesekanäle aufweisen und bis in eine den Datenträger dichtend klemmende Stellung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wobei die Auslöseelemente an die Lesekanäle des einen (ersten) Blocks angeschlossen sind und den entsprechenden Lesekanälen des anderen (zweiten) Blocks Druckluft zuführbar ist.

Ein bekanntes Programmsteuersystem der vorgenannten Art besitzt eine Vielzahl von Steuer- oder Logikkreisen, oft in der Form von Modulelementen in einer modulierten Steuereinheit. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhaft, diese Art von Steuersystemen für Schaltfolgen mit einer mäßigen Anzahl zyklisch wiederholter Schritte zu verwenden, insbesondere Schaltfolgen, welche logische Entscheidungen von der Steuereinheit verlangen. In solchen Steuersystemen wird die Fortschaltung, d. h. Übertragung des Befehlssignals von einem Schritt zum anderen durch Übertragung des Betätigungszustandes des Steuerkreises der Steuereinheit von einem Steuerkreis 7.um anderen ausgeführt.

Andere bekannte Steuersysteme besitzen einige oder gerade einen einzigen Steuer- oder Logikkreis sowie eine Schrittschalteinrichtung, welche die Fortschaltung des Steuersystems bewirkt und außerdem das Programmierungsmittel des Systems bildet. Die Schritlschalteinrichtung kann einen automatisch arbeitenden pneumatischen Schrittsehalt-Drehwähler in der Form eines Ventils aufweisen, wobei die maximale Anzahl der zu steuernden Folgestufen gleich der Anzahl der Stufen des Schrittschaltwählers ist. Nach jeder Umschaltung und jeder dadurch verursachten Rückprogrammierung des gesteuerten Ablaufs sind sehr zeitraubende Umrüstungen von Signalverbindungen durchzuführen, da das Programm selbst in der Anordnung der Signaiverbindungen liegt. Bei einer anderen Ausführung dieses bekannten Programmsteuersystems enthält die Schrittschalteinrichtung eine Karten- oder Bandlcsecinrichtung. Bei einein solchen Steuersystem ist die Programmierung praktisch unabhängig von der Koppelung zwischen dem Steuersystem und dem zu steuernden Vorgang. Ein Wechsel des Programms kann in diesem Fall durch einfaches Einsetzen eines neuen Datenträgers in Gestalt einer Lochkarte oder eines

Lochbandes in die Leseeinrichtung vorgenommen werden, wobei die Signalverbindungen zwischen dem steuersystem und dem Arbeitsvorgang ungeändert bleiben.

Alle vorgenannten Steuersysteme erfordern normalerweise eine große Anzahl ν,.η Relaisfunktionen an der Eingangsseite zur Erfassung der Vollzugsmelder-Zustände des Systems und werden hierdurch ziemlich aufwendig, wenn es zu Steucrabläufen kommi, die eine große Anzahl von Schaltschritten umfassen, insbesondere wenn eine oder mehrere Arbeitsvorgänge unregelmäßig in der Aufeinanderfolge wiederkehren.

Das flexibelste der vorerwähnten bekannten Programmsteuersysleme ist natürlich das zuletzt erwähnte, das mit einem Lochband oder einer Lochkarte als Datenträger arbeitet, und zwar besonders dann, wenn der Datenträger zwischen zwei Blöcken in der Leseeinrichtung festgeklemmt wird und die Steuermittel unmittelbar durch Druckluft in den an die Leseelemente der Blöcke anschließenden Signalleitungen gesteuert werden. In derartigen vorbekannten Systemen sind jedoch entweder überhaupt keine Vollzugsmelder enthalten, oder es wird eine Anzahl von Meldern benutzt, die feststellen, daß die Gesamtheit der zu steuernden Maschinen stillsteht. Dieses letztere System arbeitet nicht sehr zuverlässig, da sich beispielsweise ein vom System gesteuerter Positionierzylinder in einer beliebigen von zwei Endstellungen befinden kann. Am Ende einiger Arbeitsvorgänge sollte er hingegen in einer seiner Endstellungen und am Ende einiger anderer Arbeitsvorgänge in der anderen Endstellung stillstehen. Ferner beansprucht dieses System viel Zeit, da die ganze Maschine vor jedem Bewegungsschritt des Datenträgers stillstehen muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, den vorerwähnten Aufwand in Steuersystemen der eingangs genannten Art mit Lochband- oder Lochstreifenablesung zu vermeiden und gleichzeitig das Arbeiten mit einem solchen Betriebsdruck der Leseluft an der Ausgangsseite zu ermöglichen, daß die Steuermittel für den Arbeitsablauf und, wenn notwendig, auch die Arbeitsmittel selbst direkt betätigt werden können. Dabei sollte das Steuersystem und die Leseeinrichtung so angeordnet sein, daß eine Programmierung sowohl an der Eingangsseite als auch an der Ausgangsseite vorgenommen werden kann und dadurch eine Vereinfachung der Systemausiegung als ganzes in Verbindung mit einer gesteigerten Flexibilität der Programmierung ermöglicht wird.

Ausgehend von einem pneumatisch arbeitenden Programmsteuersystem der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäts dadurch gelöst, daß die Vollzugsmelder als bei Betätigung schließende Ventile ausgebildet sind, durch welche eine Verbindung zwischen an weitere Lesekanäle des ersten Blocks angeschlossenen Leitungen und der Atmosphäre unterbrechbar ist, und daß die mit diesen Lesekanälen zusammenwirkenden Lesekanäle des zweiten Blocks an eine zu einer Steuereinrichtung für den Vorschubantrieb Führende gemeinsame Leitung angeschlossen sind, welcher Steuerdruckluft über eine Drossel zuführbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, wenn die Leseelemente an beispielsweise fünfzehn Vollzugsmelder und zehn Steuerventile angekoppelt sind, in jeder Ablesestellung durch Löcher im Datenträger eine beliebige Anzahl beider Ventilarten eingekoppelt werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Verhalten eines langsam arbeitenden Positionierzylinders zwei Schritte später als die Betätigung seines Steuerventils abzulesen, indem der entsprechende Vollzugsmelder erst dann durch ein Loch im Datenträger zur Ablesung angeschlossen wird, und dieser langsam arbeitende Positionierzylinder kann arbeiten, während der Datenträger um einen oder sogar mehrere Schritte vorrückt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Programmierung der Eingangsseite, d. h. der Vollzugsmelder, unabhängig von der Programmierung der Ausgangsseite, d. h. der Steuermittel, ist. Im vorerwähnten Beispiel ist der Vollzugsmelder des langsam arbeitenden Positionierzylinders zunächst abgetrennt, d. h. sein Signal kann den Datenträger so lange nicht passieren, bis sich nach entsprechender Weiterschaltung ein Loch im Datenträger mit dem Leseelementpaar deckt, an das der Vollzugsmelder angeschlossen ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine ersle Ausführungsform eines Programmsteuersysiems nach der Erfindung,

Fig. 2 den Lesekopf dieses Steuersystems in einer Schnittansicht nach Linie H-II in F < g. 1,

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform des Steuersystems mit jedoch demselben Lesekopf wie in F i g. 1 und 2,

F i g. 4 und 5 schematische Beispiele für den Anschluß von Steuer und Betätigungsmitteln an die Ausgangsseite des Lesekopfes,

Fig. 6 das Schaltbild einer Zeitsteuerung im Steuersystem,

Fig. 7 in Verbindung mit Fig. 3 schematisch ein Beispiel für die Steuerung eines Arbeitsprozesses und

F i g. 8 eine dritte Ausführungsform des Steuersystems mit demselben Lesekopf.

Der Lesekopf des Steuersystems besteht aus einem ersten Block 23 und einem zweiten Block 17, die paarweise zusammenwirkende Leseelemente enthalten. Jedes Leseelementenpaar besteht aus einem Lesekanal 28 im Block 17 (F i g. 6) und einem damit zusammenwirkenden Lesekanal 29 im Block 23. Die Lesekanäle 28,29 haben Austrittsöffnungen, die gegen einen zwischen die Blöcke 17, 23 eingeführten Datenträger 21 in Form eines gelochten Bandes oder einer Lochkarte gerichtet sind, jedes Leseelementenpaar ist ferner mit einem Satz ringförmiger flexibler Dichtungen 26 versehen, die an den Blöcken 17, 23 rings um die Mündungen der Lesekanäle 28, 29 zur Abdichtung gegen den Datenträger 21 befestigt sind und eine leckdichte Signalverbindung zwischen den paarweise zusammenwirkenden Lesekanälen über ein Datenloch 58 bzw. 52 (F i g. 4 und 5) im Datenträger herstellen.

Die Leseelementenpaare der Blöcke 17, 23 sind gemäß Fig. 2 in vier Gruppen /Λ/ι — /Λ/24, A]-At,, lh - Um und K₁ - K_b zusammengefaßt und mit individuellen Anschlüssen in Form von Nippeln am Block 23 für jeden Lesekanal 29 versehen, an denen Schläuche, beispielsweise aus Kunststoff angeschlossen sind.
Gemäß Fig. 2 münden die Lesekanäle 28 im Block 17 gruppenweise in je eine gemeinsame Kammer, und zwar die Gruppe IN in eine Eingangskammer 37 mit einem Anschlußnippel 13 für Eingangssignale, die Gruppe A in eine Entlüftungskammer 40 mit einem Anschlußnippel 14 zur Entlüftung, die Gruppe £7 in eine Ausgangskammer 39 mit einem Anschlußnippel 15 für Ausgangssignale und die Gruppe K in eine Prüfkammer 38 mit einem Anschlußnippel 16 für Prüfsignalt.

Der Block 17 ist zum Block 23 hin beweglich. Eine Blocktrenneinrichtung 11 in Form eines Pneumatikzylinders enthält hierzu einen von einer Feder 41 in Trennrichtung federbelasteten Kolben mit Kolbenstange 42, die am Block 17 befestigt ist. Durch Einleiten von Druckluft in den Trennzylinder 11 werden die Blöcke 17, 23 nach jeder Weiterschaltung des Datenträgers 21 in Lesestellung gebracht, in welcher die Dichtungen 26 gegen den Datenträger 21 von beiden Seiten unter Einschluß der Datenlochung abdichten.

Als Vorschubantrieb für den Datenträger 21 dient ein pneumatischer Kraftzylinder 18 mit einem von einer Feder 25 in Vorschubrichtung belasteten Kolben mit Kolbenstange 23. Der Kraftzylinder 18 ist so angeordnet, daß der Datenträger 21 um einen Schritt ij weiterbewegt wird, wenn die Feder 25 die Kolbenstange

43 aus dem Zylinder herausdrückt. Die Kolbenstange 43 trägt zu diesem Zweck eine federbelastete Klinke 20, die in jeweils ein Vorschubloch 22 im Datenträger eingreift, wenn die Kolbenstange 43 vor jeder neuen Weiterschaltungdes Datenträgers durch Einleitung von Druckluft in den Kraftzylinder 18 zurückgezogen wird.

Die Gruppe K der Leseelemente ist für Prüfsignale bestimmt. Die Prüfung erstreckt sich darauf, ob ein Datenträger in den Lesekopf eingeführt ist und ob dieser seine Lesestellung korrekt eingenommen hat. Über einen der Nippel 36, und zwar den Anschlußnippel

44 wird dem Leseelement Kj von unten über den Block 23 Prüfluft zugeführt. Wenn die Lesestelking des Datenträgers einwandfrei ist, kommuniziert dieses Leseelementcnpaar Kj mil einem Prüfloch im Datenträger, welches beispielsweise das Vorschubloch 22 ist. Dadurch wird eine Verbindung von der Prüfluftquellc zur Prüfkammer 23 hergestellt. Die übrigen Leseelementpaare K\ und Ki-Kt finden demgegenüber keine Löcher im Datenträger vor und verhindern dadurch ein Abströmen der Prüfluft aus der Prüfluftkammer 38 durch die offenen Nippel 36 dieser Leseelementpaarc. Dadurch steigt der Druck in der Prüfkammer 23 und deren Gruppenanschluß 16 an. Dieser Druckanstieg wirkt als Prüfsignal, welches anzeigt, daß der Datenträger die richtige Stellung eingenommen hat und daß die Ablesung des Programms erfolgen kann.

Der Druckanstieg in der Prüfkammer 38 wird vom Anschlußnippel 16 zum Anschlußnippel 15 und damit der Aüsgangskammcr 39 im Ableseblock 17 weitergeleitet und dient als Leseluft zur Lesung des Programms. Die Leseluft tritt über (nicht gezeigte) Datenlöcher im Datenträger 21 in die zur Gruppe U\ — Ujo gehörenden Kanäle 29 des Blocks 23 und wird als Befehlssignal zu den Steuer- oder Arbeitsmitteln weitergeleitet, die in der von dem Programmsteuersystem gesteuerten Vorrichtung zu betätigen sind.

Das Steuersystem weist ferner eine Druckmindercinrichtung 9 zur Schaffung eines Luftstroms unter niedrigem Druck für eine schnelle Programmablcsung, ferner eine Drossel 8 zur Drosselung des Luflstroms hinter der Druckmindercinrichtung 9, einen Verstärker 10 zur Verstärkung erhaltener Stcucrluftsignale auf einen geeigneten Arbeitsdruck, eine Drossel 24 im Steuerkreis zum Kraftzylinder 18 zwecks Verzögerung eines Ansprcchens des Vorschubantriebs sowie ein bistabile* 3/2-Wcgeventil 12 auf, das in seine eine ,Stellung von zugeführter Druckluft und in seine andere Stellung mechanisch verstellbar ist. Zur mechanischen Verstellung dient ein Stößel 19, der von der Kolbenstange 43 am Ende einer jeden Schiittschultung des Datenträgers 21 betätigt wird. Eine Hedienungsplatte 6 ist mit einer Bajonettkupplung 7 zum Anschließen eines von einer Druckluftquclle ausgehenden Schlauchs versehen. Ferner hat die Bedienungsplatte eine Wähleinrichtung in der Form eines U-förmigen Leitungsstücks 3, das mittels zweier Anschlußnippel 4 und 5 in die Zuleitung für die Eingangsleseluft zum Gruppenanschluß 13 im Block 17 eingesetzt ist, und eine Start-Stop-Einrichtung in Form eines von einem Pfropfen 1 lösbar verschlossenen Nippels 2, der mit dem Anschlußnippel /N₂₄ verbunden ist. Der Bajonettkupplungsanschluß 7 ist mit dem bistabilen 3/2-Wegeventil 12 über eine Leitung 27' (Fig. 1) verbunden, und die Druckluftverbiridung setzt sich von da zum Kraftzylinder 18 des Vorschubaniriebs, der Blocktrenneinrichtung 11 und dem Anschlußnippel 44 am Block 23 über eine Leitung 27" fort.

Das Programnisteuersystem nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Die Kolbenstange 43 des Vorschubantriebs befindel sich unter der Wirkung der Feder 25 in ausgefahrener Stellung, bevor das System unter Druck gesetzt wird und das Schrittschaltventil 12 in die F i g. I gezeigte Ausgangsstellung bringt. Gleichzeitig sind die Blöcke 17, 23 des Lesekopfes durch die Feder 21 des Blocktrcnnzylinders 11 voneinander getrennt, und alle Ein-und Ausgänge sind über die Blöcke 17,23 entlüftet.

Nun wird Druckluft über die Bajonettkupplung 11 zugeführt, und der Blocktrennzylinder 11 wird über die Leitungen 27' und 27" mit dem dazwischen liegenden Schrittschaltventil 12 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung unter Druck gesetzt. Zuerst werden hierdurch die Blöcke 17, 23 mit dem Datenträger 21 dazwischen gegencinandergedrückt, und dann wird die Kolbenstange 43 in den Kraftzylinder 18 des Vorschubantriebs hineingezogen (F i g. 1). Die Klinke 20 greift in ein neue; Vorschubloch 22 im Datenträger 21 ein. Hierauf ist der Vorschubantrieb bereit für eine neue Schriltbewcgung und verbleibt in der Bereitschaftsstellung solange, wit das Schrittschaltventil 12 seine Ausgangsstellung nach Fi g. 1 beibehält.

Gleichzeitig mit dem Unterdrucksetzen des Block trennzylinders 11 strömt Lesehift über die Leitung 27' zu dem Anschlußnippcl 44 und, sofern der Datenträgei die richtige Lage eingenommen hat, über ein Prüfloch darin zur Prüfkammer 38, in welcher dadurch Druck aufgebaut wird. Dieser Druckaufbau erzeugt einer Druckluftstrom von der Prüfkammer 38 über der Anschlußnippcl 16 zum Anschlußnippel 15 zur Ausgangskammer 39, von wo aus er die Ausgangssignalc ar denjenigen Auiigangsnippeln 36 der Leseelementpaarc Ui bis U_m bildet, die mit Datenlöchern im Datenträgei 21 kommunizieren. Zur gleichen Zeit wird Druckluft vom Anschlußnippel 16 zur Druckmindtreinrichtung ί weitergeleitct und strömt von dieser Einrichtung al· Nicderdrucklufl zur Drossel 8, dem Leitungsstück 3 dem Anschlußnippel 13 und der Eingungskammcr37 eic Blocks 17 zur Ablesung von an die Anschltißnippel 3( der Leseelementpaarc INt-IN₂₁ angeschlossenen tine über entsprechende Datenlöcher im Datenträger 21 aufgesteuerten Vollzugsmelder, die von die Arbcitsbe dingung signalisierenden Ventilen gemäß späterei Beschreibung gebildet sind. Wenn alle Ventile geschlos sen sind, tritt in der Eingangskammer 37 und damit air Anschlußnippcl 13 ein Druckanstieg auf. Diesel Druckanstieg dient als UND-Bedingung zwischen dei Voll/.ugsmeldcrn in jeder Ablcsc-Schrittstcllting um besagt, tliiU alle programmierten Voll/.tigsmeldc! betätigt sind.

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Das durch den Druckanstieg in der Eingangskammer 37 erzeugte Signal wird strömungsabwärts vor, der Drossel 8 dem Druckverstärker 10 zugeführt, welcher den Signaldruck auf einen geeigneten Arbeitsdruck zum Betätigen des Schriltschaltventils 12 erhöht. In der neuen Stellung des Schrittschaltventils 12 wird der Blocktrennzylinder 11 ohne Verzögerung entlüftet, während die Entlüftung des Vorschub-Kraftzylinders 18 mit einer gewissen Verzögerung erfolgt, die von dessen Volumen und von der Drossel 24 abhängt und, wenn nötig, geregelt werden kann. Auf diese Weise werden zunächst die Blöcke 17, 23 mittels der Feder 21 voneinander getrennt und alsdann der Datenträger 21 von der Feder 25 des Vorschubaniriebs über die Kolbenstange 4]! und die Klinke 20 weiter bewegt.

Am Ende dieser Weiterschaltung bringt die Kolbenstange 43 durch Auflaufen gegen den Stößel 19 das Schrittschaltventil 12 mechanisch in seine Ausgangsstellung zurück. Hierdurch wird die Leitung 27" erneut über die Leitung 27' und das Schrittschaltventil 12 unter Druck gesetzt, und der Arbeitszyklus des Programmstcucrsystcms wiederholt sich in vorbeschriebener Weise.

Bei dem Programmsteuersystem in der Ausführung nach Fig. 3 ist der Lesekopf ungcändcrt und in einer Stellung gezeigt, in welcher der Vorschub des Datenträgers 21 lotrecht zur Ebene der Zeichnungsfigur erfogt. Der Vorschubantrieb mit dem Kraftzylinder 18 ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit an anderer Stelle dargestellt. Die Druckmindereinrichtung 9' und deren nachfolgende Drosselstelle 8' sind unmittelbar an die Leitung 27" angeschlossen und versorgen den Gruppenanschlußnippel 13 ständig mit Leseluft. Im Gegensatz zu dem Steuersystem nach Fig. 1, welches kontinuierliche Ausgangssignale benutzt, arbeitet das Steuersystem nach Fig. 3 mit pulsierenden Ausgangssignalen. Zu diesem Zwecke ist das System mil einem Verzögerungsimpulskreis verschen. Dieser Kreis enthält eine Drossel 35, die unterhalb des Schrittschaltveruils 12 an die Leitung 27" augeschlossen ist, ein Speichergefäß 32, ein parallel zu der Drossel 35 geschaltetes Rückschlagventil 34, das einen Strömungsweg vom Speichergefäß 32 zur Leitung 27" öffnet, und ein monostabiles Impulsventil 33 mit einer druckgesteuerl.en Betätigungsseite, die an das Speichergefäß 32 angeschlossen ist, und einer Rückstellfeder 45. Das Impulsventil 33 ist /wischen der Leitung 27" und einer Leitung Ί.Τ" an den Anschlußnippel 44 des Blocks 23 angeschlossen. Ein von Hand gegen eine Rückstellfeder 46 betätigbares Ventil 30 dient zur augenblicklichen Stillsetzung des Steuersystems durch Entlüften des Drucksteuerausgangs am Impulsventil 33. Hierdurch unterbleibt das Erscheinen eines Steuersignals am Hingang /, eines Logikclementes 31. Das Lugikelcmcnt 31 dient zur Schaffung von Logikbedingungen, die weiter unten im einzelnen erläutert werden. Es hat zwei Eingänge, nämlich den bereits erwähnten Eingang /Ί und einen zweiten Eingang i₂ und ist so ausgebildet, daß zwei Bedingungen zur E-zeugung eines Ausgangssignals erforderlich sind, nämlich eine Hauptbcdingiing und (.0 eine Sekundärbedingung. Gemäß der llauptbedingurig müssen Signale an beiden Eingängen gleichzeitig erscheinen, und gemiitf der Sekundärbedingung hat das Eingangssignal am ersten Einging /1 vordem Eingangssignal an dem /weiten Eingang '.' '" erscheinen. In der <>s gezeigten Ausführungsform bestellt das Logikelemunt 31 aus einem 5/2-Wegevcntil, dessen erster Eingang /ι an das Speichergcfäß 32 des Impiilskreises angeschlos sen ist, während sein zweiter Eingang /₂ den Mittelanschluß des Ventils enthält, welcher mit dem Druckverstärker 10 verbunden ist und hierdurch das Schrittschaltsignal erhält. Darüber hinaus ist das Ventil mit einer Rückstellfeder 47 und einer Selbsthalteverbindung 48 versehen, die an den Druckverstärker, wie in F i g. 3 angedeutet, angeschlossen ist. Die Selbsthalteverbindung 48 erhält ihr Signal über den Eingang /'2, wenn sich das Ventil 31 in Ruhestellung befindet (F i g. 3). In dieser Stellung kann das Ventil nicht öffnen und kein Schrittschaltsignal abgeben. Der Ausgang des Logikelements 31 ist mit dem druckgesteuerten Eingang des Schrittschaltventils 12 verbunden, so daß das Schrittschaltventil 12 durch ein Ausgangssignal vom Logikelement 31 betätigt wird und die Leitung 27" entlüftet. Hierdurch wird die schrittweise Weiterschaltung des Datenträgers 21 durch Betätigen des Blocktrennzylinders 11 und des Vorschub-Kraftzylinders 18 zustandegebracht, wie dies in Verbindung mit dem Steuersystem nach F i g. 1 beschrieben wurde.

Die Lösung eines Automatisierungsproblems mit Hilfe eines Programmsteuersystems nach Fig. 3 wird nachstehend in Verbindung mit F i g. 7 erläutert. Es sei angenommen, daß (nicht gezeigte) rechteckige Rohlinge mit je zwei Bohrlöchern versehen werden sollen, was durch folgende Arbeitsschritte geschieht:

a) Automatischer Vorschub

b) Einspannen

c) Prüfung der Einspannung des Rohlings

d) Bohrender zwei Löcher

e) Ausstoßendes Rohlingsund

f) Reinigen und Abschalten oder Rückkehr zur Stufe

Hierzu werden die folgenden Mittel benutzt: Ein Vorschubantrieb Mi, ein Spannantrieb Mi, ein Prüfventil G*, zwei automatische Bohreinheiten mit Vorschubantrieben, von denen nur ein Antrieb Mj gezeigt ist, ein Ausstoßer M4 und eine Blasdüse B\. Die Steuereinrichtungen für jeden Antrieb bestehen aus je einem an die Druckluftversorgung angeschlossenen, pneumatisch betätigbaren Richtungssteuerventil, das mit V und einem dem Index des zugehörigen Antriebs entsprechenden Index bezeichnet ist. ledern Antrieb sind ferner Vollzugsmelder in Form eines ersten Endlageventils zur Anzeige der Ausgangsstellung und eines zweiten Endlageventils zur Anzeige der Endstellung (Ausfahrstellung des Kraftzylinders) zugeordnet. Die Vollzugsmelder sind mit Ci, und Gf sowie einem zweiten Index gleich dem Index des entsprechenden Antriebs bezeichnet.

In Fig. 7 ist durch die Bezugszeichen IN\ — IN\\ und U\ — U\\ angegeben, welche Leseelementenpaare in den Blöcken 17, 23 gemäß Fig. 3 zur Verbindung mit den Richtungssteucrventilen Vbzw. den Vollzugsmeldern G benutzt werden.

Die vorstehend beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt:

Die über die Bajonettkupplung 7 zugeführte Druckluft wird über die Leitung 27', das Sehrittschaltvenlil 12 und die Leitung 27" einerseits dem Blocktrennzylinder U zugeführt, der die Blöcke 17 und 23 gegen den dazwischen befindlichen Datenträger 21 klemmt, und andererseits dem Vorschubantrieb 18, dessen Kolben in die Bcrcitschaftsstellung für den nächsten Vorschubschritt gemäß Darstellung in F i g. I und 3 bewegt wird. Von der Leitung 27" wird die Druckluft über das Impulsventil 33, die Leitung 27'" den Anschlußnippel 44 des Blocks 23, die Prüfkammer 38 und die Anschiußnip-

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pel 16, 15 zur Ausgangskammer 39 geleitet. Von der Kammer 39 aus werden die Leseelernep.tpaare Lh — Uu unter Druck gesetzt, und über ein Datenloch im Datenträger 21, das mit dem Leseelementpaar U] kommuniziert, wird ein Drucksignal zu dem Richtungsumschaltventil V, geleitet, wodurch dieses betätigt wird und der Antrieb Mi anläuft, so daß der Vorschub des Rohlings beginnt.

Zur gleichen Zeit wird Druckluft von der Leitung 27', über das Schrittschaltventil 12 und die Leitung 27" der Drossel 35 des Impulskreises und über diese dem Speichergefäß 42 zugeführt, welches sich füllt und während des Füllvorgangs als Verzögerungsglied für das Drucksignal in der Leitung 27'" wirkt.

Zur gleichen Zeit wird ferner Druckluft fortgesetzt aus der Leitung 27' über die Druckmindereinrichtung 9', die Drossel 8' und den Anschlußnippel 13 zur Eingangskamnier 37 geleitet. In dem Datenträger 21 befindet sich in dieser Lesestellung ein Loch, das mit dem Leseelementenpaar //Vi kommuniziert und dadurch Druckluft dem Vollzugsmelder Gn zuführt.

Wenn das Speichergefäß 32 des Impulskreises den vollen Betriebsdruck erreicht hat, wird die durckgestcuerte Betätigungsseite des Impulsventils 33 mit Druck beaufschlagt, wodurch dieses Ventil gegen die Wirkung der Feder 35 umgestellt wird und die Leitung 27'" von der Leitung 27" abschaltet, d. h. durch Entlüften der Leitung 37'" einen Lesebefehl an die Kammern 38, 39 gibt.

Das Unterdrucksetzen des Speichergefäßes 32 führt außerdem zu einer Druckbetätigung des Eingangs /Ί des Logikelements 31. Dieses Ventil wird gegen die Wirkung der Feder 37 betätigt, vorausgesetzt, daß die Selbsthalteverbindung 48 nicht unter Druck steht. Ein derartiges zu frühes Unterdrucksetzen der Selbsthalteverbindung 48 kann von einer inkorrekten Einnahme der Ausgangsstellung (Schließstellung) der Vollzugsmelder herrühren, die über die Kammer 37 abgetastet werden. Der Antrieb M\ arbeitet während dieser Zeit und schließt am Ende das Volizugsmcldeventil Gi \. Dadurch steigt der Druck in der Eingangskammer 37 an, und das Schriusch.iltventil 12 wird über den Anschlußnippel 13, den Verstärker 10 und das Logikventil 31 betätigt. Hierdurch wird die Leitung 27" von der Leitung 27' abgetrennt und zusammen mit dem Blocktrennzylinder 11 und dem Vorschubantrieb entlüftet, wodurch die Blöcke 17, 23 voneinander getrennt werden und der Datenträger 21 mittels der Feder 25 des Vorschubantriebs um einen Schritt vorbewegt wird. Zur gleichen Zeit wird das Speichergefäß 32 über das Rückschlagventil 34 und die Leitung 27" entlüftet, und das Impulsvent.il 33 und das Logtkventil 31 kehren in ihre Ausgangsstellung unter Wirkung der Federn 45,47 zurück. Am Ende der Bewegung des Vorschubantriebs kehrt auch das Schrittschaltventil 12 in seine Ausgangsstellung zurück. Dann werden der Blocktrennzylinder 11 und der Vorschubantrieb 18 erneut über die Leitung 27" mit Luft versorgt, die Blöcke 17, 23 schließen, der Vorschubantrieb 18 kehrt in seine Ausgangsstellung zurück, und Druckluft wird zum Anschlußnippel 44 des Blocks 23 über das Inipulsventil 33 und die Leitung 27'" geleitet. Dann wird ein Ausgangssignal über ein mit dem Leseelementenpaar U2 kommunizierendes Loch im Datenträger 21 gesandt, wodurch das Rtchtungsumschaltventil V\ zurückgestellt wird und der Vorschubantrieb M\ in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Dies führt zum Betätigen des Vollzugsmclders (Jb], und durch die Eingangsdatenablcsung wird ein neuer Schaltschritt freigegeben.

Nach diesem Schritt wird das Ventil V₂ mit Hilfe eines Befehlssignals über das Leseelementenpaar (V₁ umgeschaltet, was zusammen mit einen konkurrierenden Signal über die Eingangskammer 37 zu dem Leseelementenpaar INs geschieht, so daß der Spannantrieb Mi ausfährt und am Ende den entsprechenden Vollzugsmelder Gn betätigt. Wenn dann der Rohling seine genaue Stellung für den Bearbeitungsvorgang erreicht hat, wird

ίο auch das Prüfventil C* betätigt. Die beiden letztgenannten Ventile sind parallel an das Leseelementenpaar //Vj angeschlossen, so daß eine UND-Bedingung für die Ablesung des Programms geschaffen ist. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, indem beide Ventile betätigt und dadurch geschlossen sind, erfolgt die nächste Schrittschaltung. Alternativ können diese Ventile auch an getrennte Leseclementenpaare IN angeschlossen sein, so daß die UND-Bedingung unmittelbar durch Eingangsprogrammierung in Form von Löchern im Datenträger 21 zu Wege gebracht wird.

Bei der neuen Ablesung wird das Leseelementenpaar //V₁₀ unter Druck gesetzt, und gleichzeitig wird das Richtungssteuerventil Vj für den Vorschubantrieb Mj und ein weiteres (nicht gezeigtes) Richtungssteuerventil für den Vorschubantrieb der zweiten automatischen Bohreinheit über die Leseelcmentenpaare Un und IM angesteuert, wodurch der Bohrvorschub eingeleitet wird. Sowie der Antrieb Λ-Zj den Vollzugsmelder Ci, i freigibt, entsteht am Leselementenpaar INm ein Druck-

anstieg, der einen neuen Schaltschr tt auslöst, durch den die Betätigungssignale zu den Richtungsstcuerventilen für die Bohreinheiten über die Leseelementenpaarc U* und Uq zur gleichen Zeit, wie die Leseelemcntenpaare Ws und INq unter Druck gesetzt werden, beseitigt

werden. Während dieser Zeit setzen die Bohreinheiten ihre Arbeit fort, und eine jede kehrt getrennt in ihre Ausgangsstellung zurück, sowie die zugehörigen Vorschubantriebe ihre vorgesehenen Stellungen erreicht haben und die zugehörigen Voll/.ugsmekler wie der

Vollzugsmelder G₁₃ betätigt worden sind.

Mittels einer UND-Bedingung die von den Lcscclementenpaaren //V₈ und //V₁, im Eingangsprogramm gebildet wird, wird die nächste Weiterschaltung bewirkt sov/ie die beiden Bohreinheiten in ihre Ausgangsstcl-

lung zurückgekehrt sind und die dortigen Vollzugsmcl· der wie die Vollzugsmelder G',,, betätigt haben. Auf die nächste Ablesung hin wird ein Befehlssignal zu dein Richtungssteuervcntil V₂ über das Leseelementpaar W für die Freigabe des Arbeitsdrucks mit Hilfe de; Spiinnantricbs M₂ übertragen, und dieser Antrieb kehrt in seine Ausgangsstellung zurück, wo er den Vollzugsniclder G₁,₂ betätigt. Die.; führt zur nächsten Weiterschaltung über das Lcseclcmentpaar //V.,, und gleichzeitig wird ein Befchlssignal über die Leseelemcntpanrc

U\u und (Vi, zu den Richtungsstcuerventilen V., und V zum Ausstoßen bzw. gleichzeitigen Reinigen de: gebohrten Rohlings übertragen. Da bei dieser Ausfiih rungsform des erfindungsgemäßen Steuersystems pul sieiende Hefehlssignale verwendet werden, ist dk

Säuberungszeit ebenso wie die Dauer des Ausstoßsi gnals gleich der Dauer des Befehlsimpulses.

Der Vollzugsmelder G'_M, schaltet bei seiner Beliiti gung durch den Ausstoßer unmittelbar das Ventil V₁ ii seine Ausgangsstellung zurück, und nach Rückkehr de

Antriebs M, wird über das l.eseelemeritpaar IN_n eil Drucksignal für den nächsten Schaltschritt von den Vollzugsmelder G'm erzeugt, das nn/.eigt, daß de Ausstoßer in seiner Ausgangsstellung zurückgekehrt is

und die Säuberung beendet ist.

In der Stellung des Datenträgers während des letzten Arbeitsvorgangs stellt das Leseelementenpaar IN24 über ein Loch im Datenträger eine Signalverbindung zu der Start-Stop-Einrichtung 1, 2 her. Wenn der Pfropfen 1 herausgenommen wird, wird die Weiterschaltung verhindert. Wenn hingegen der Pfropfen 1 in dem Nippel 2 eingesetzt bleibt, wiederholt sich die Weiterschaltung gemäß obiger Beschreibung, sofern ein endloses Band oder ein Datenträger mit wiederholtem Programm verwendet wird.

Wenn das Leitungsstück 3 entfernt wird, wird das Programmstcuersystem am Ende eines Schaltschritts gestoppt, da die Leseluftzufuhr nicht mehr den Anschlußnippei 13 erreichen kann. Wenn die Anzahl der gesteuerten Nippel die Kapazität der Leseeinrichtung übersteigt, können weitere Lcscmittel eingesetzt werden, um die Kapazität zu erhöhen.

ledes Leseelementenpaar in den Blöcken 17, 13 funktioniert prinzipiell als 2/2-Wcgcvcntil, das normalerweise geschlossen ist. Wenn gemäß Fig.4 in der Lesestellung ein Datcnloch 58 mit dem betreffenden Leseelementenpaar zusammenfällt, ist das 2/2-Wegeventil offen. Außer diesen zwei Betriebszuständen existiert ein sehr kurzer Emlüftungszustand während der Weiterbewegung des Datenträgers. Diese kurze Zeitspanne reicht nur zur Entlüftung von Arbeitsmitteln mit sehr geringem Luftvolumen aus. Wenn ein größeres Luftvolumen abgeführt werden muß, d. h. wenn ein Vorschubzylinder unmittelbar an den Lesekopf ohne Zwischenschaltung eines Steuerventils angeschlossen ist, können zwei Lescstellungcn für diesen Kraftzylinder gemäß F i g. 5 verwendet werden, wo ein Datenloch 52 in einer Stellung für die Luftzufuhr und in einer anderen Stellung (nicht gezeigt) beim nächsten Schaltschritt für die Entlüftung benutzt wird. Die Entlüftung erfolgt dann über eines der Leseelemcntenpaarc A₁- At, und ein Datenloch in der Entlüftungskammer 40 des Blocks 17.

Einige Arbeitsgänge wie beispielsweise das Säubern können nicht durch einfache Vollzugsmelder in Gestalt von Endlageventilen gesteuert werden, sondern bedürfen einer Zeitsteuerung. Gemäß F i g. 6 wird hierzu gleichzeitig mit einem dauernd anstehenden oder pulsierenden Befehlssignal über die Ausgangskammcr 39 ein Signal von einer der Leseclementpaare U\ — U_in zu der fraglichen Arbeitseinheit über einen Verzögerungskreis, der analog dem Impulskreis 315, 34, 32 nach I" i g. 3 aus einer Drossel 49, einem Rückschlagventil 50 und einem Speichergefäß 51 besteht, zu einem Vollzugsmelderventil 53 gesandt, das gegen die Kraft einer Rückstellfeder 54 durch den vom Vcr/.ögcrungskreis aufgebauten Druck betätigbar ist. Nach einer bestimmten Zeitspanne, während der sich entsprechend dem Volumen des Speichergefäßes 51 Druck an der Betaiigiingsscite des Ventils 53 aufgebaut hat, schließt dieses Ventil, und es entsteht in der Kummer 37 ein Druckanstieg, der die Weiterschaltung auslöst. Wie Fig. b zeigt, können, falls notwendig, verschiedene Verzögcriingskreise mit unterschiedlichen Verzögcrungszeiten benutzt werden, die sich durch die Drosseln 49 einstellen lassen.

In der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die

Druckmindereinrichtung 9', die Drossel 8' und der Gruppenanschlußnippel 13 unmittelbar an die Leitung 27' angeschlossen. Die Leitung 27" stromabwärts vom Schrittschaltventil 12 führt über ein Wechselventil 55 nur zu dem Blocktrennzylinder 11 und dem Vorschubantrieb 18. Das Schrittschaltventil 12 ist ein 5/2-Wegeventil, das in seiner Ruhestellung (F i g. 8) die Leitung 27' mit der Leitung 27" verbindet und gleichzeitig eine Leitung 27'" entlüftet, die sowohl zu dem Anschlußnippel 44 am Leseblock 23 als auch dem Wechselventil 55 führt. Das in Verbindung mit Fig. 3 beschriebene Impulsventil 33 und dessen von den Elementen 32, 34, 35 gebildeter Impulskreis sind darüber hinaus an die Leitung 27" angeschlossen. Bei Druckabgabe durch den Verstärker 10 verbindet das Schrittschaltventil 12 in betätigter Stellung die Leitung 27' mit der Leitung 27'" während die Leitung 27" entlüftet wird.

Wenn die Leitung 27' über die Bajonettkupplung 7 mit Druckluft versorgt wird, geraten infolgedessen auch die Leitung 27" unter Druck und mit dieser ebenso der Blocktrennzylinder 11 und der Vorschubantrieb 18. Gleichzeitig wird dem Gruppenanschlußnippel 13 zur Ablesung des Eingangsprogramms Druckluft zugeführt. Wenn die Ablesung der Vollzugsmclder in Ordnung ist (geschlossene Ventile), baut sich stromabwärts von der Drossel 8, wie bei der Beschreibung zu Fig. 1 und 3, Druck auf, der im Druckverstärker 10 verstärkt wird und das Schrittschaltventil 12 in seine Arbeitsstellung umschaltet. Dadurch gelangt die Leitung 27'" unter Druck, und es wird ein Ausgangssignal über den Anschlußnippel 44 zum Gruppenanschlußnippel 15 für die Ausgangssignale übertragen. Zur gleichen Zeit wird das Wechselventil 55 über die Leitung 27'" unter Druck gesetzt. Dies veranlaßt das Wechselvenlil 55, in die Stellung entgegengesetzt zu der in F i g. 8 gezeigten Stellung umzuschalten, so daß nur der zwischen dem Wechselventil 55 und dem Schrittschaltventil 12 gelegene Leitungsabschnitt entlüftet wird, während der Rest der Leitung 27" über das Wcchsclvcntil 55 mit der Leitung 27'" verbunden ist. Da somit die Leitung 27" stromabwärts vom Wechselventil 55 unter Druck bleibt fährt der Blocktrennzylinder 11 fort, die Blöcke 17, 23 in Lesestellung zu halten, und der Vorschubantrieb verbleibt in Bereitschaftsstellung für den nächster Vorschubschritt. Gleichzeitig wird auch der Inipulskrcii betätigt, und nach einer bestimmten Zeitspanne schäkel dieser das Impulsventil 33 um, welches stromabwärts die Leitung 27'" sowie auch den Blocktrcnnzylinder 11 unc den Vorschubantrieb 18 über das Wcchselventil 5f entlüftet, das in der entgegengesetzten Stellung zi F i g. 8 verbleibt. Dies hat eine Weiterschaltung de; Datenträgers zur Folge. In der neuen Stellung de: Datenträgers wird dann, wenn am Anschlußnippei 1: durch Druckanstieg das Vorliegen der LIND-Bcdingun; für alle über Progiammlöcher angeschlossenen Voll zugsmeldcr erfüllt ist, das Schrittschaltventil 12 erneu in die in Fig. 8 nicht gezeigte Stellung umgestellt, um der Betriebsablauf wiederholt sich.

Die Ausführungsform des Programmsteuersysteni nach Fig. 8 ist dann von Vorteil, wenn schnellstmögli ehe Ablese- und Fortschalttingsvorgänge während de Steuerungsabfolge erhalten werden sollen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Pneumatisch arbeitendes Programmsteuersystem mit von Druckluft betätigbaren Auslöseeiementen für die zu steuernden Arbeitsvorgänge, deren Beendigung anzeigenden Vollzugsmeldern sowie einem Lesekopf zum pneumatischen Ablesen eines durch einen Vorschubantrieb schrittweise weiterbewegbaren gelochten Datenträgers, bestehend aus zwei Blöcken, die an den Stellen möglicher Löcher des Datenträgers paarweise miteinander fluchtende Lesekanäle aufweisen und bis in eine den Datenträger dichtend klemmende Stellung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wobei die Auslöseelemenle an die Losekanäle des einen (ers;en) Blocks angeschlossen sind und den entsprechenden Lesekanälen des anderen (zweiten) Blocks Druckluft zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollzugsmelder als bei Betätigung schließende Ventile (53, G) ausgebildet sind, durch welche eine Verbindung zwischen an weitere Lesekanäle (IN) des ersten Blocks (23) angeschlossenen Leitungen und der Atmosphäre unterbrechbar ist, und daß die mit diesen Lesekanälen zusammenwirkenden Lesekanäle des zweiten Blocks (17) an eine zu einer Steuereinrichtung (10,12 in Fig. 1 und 3 und 10, 12,32-35,55 in F i g. 8) für den Vorschubantrieb (18) führende gemeinsame Leitung (bei 13) angeschlossen sind, welcher Steuerdruckluft über eine Drossel (8) zuführbar ist.

2. Programmsteuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdruckluft für den Vorschubantrieb (18) von der Druckluftversorgung (27', 27") des Lesekopfs über eine Druckmindereinrichtung (9) abgezweigt ist.

3. Programmsteuersysiem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für den Vorschubantrieb (18) einen Druckverstärker (10) und ein von dessen Ausgangsdruck betätigbares bistabiles Schrittschaltventil (12) zur gesteuerten Zufuhr von Druckluft zum Vorschubantrieb (18) aufweist, das beirr, Ansteigen des Steuerluftdrucks pneumatisch umstellbar und mit Beendigung des Vorschubs in die Ausgangsstellung zurückführbar ist.

4. Programmsteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschubantrieb einen einfach wirkenden pneumatischen Kraftzylinder (18) zum Zurückholen eines mit Federkraft den Datenträger vorbewegenden und beim Rückholen selbsttätig aus diesem ausklinkenden Mitnehmer (20) aufweist und daß das Schrittschaltventil (19) so ausgebildet und angeordnet ist, daß es bei seiner Umstellung durch den Steuerluftdruck diesen Kraftzylinder (18) und den Lesekopf von der Druckluftversorgung abtrennt und entlüftet.

5. Programmsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise miteinander fluchtenden Lesekanäle (28, 29) in den Blöcken (17, 23) an den gegeneinanderweisenden Enden mit ringförmigen, flexiblen Dichtungen (26) zur Abdichtung gegen den Datenträger (21) in der Klcmmstellung versehen sind.

6. Programmsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lesekopf mindestens ein Lesekanalpaar (K) enthält, über welches die Versorgung der zu den Auslöseelementen einführenden Lesekanäle (U)rnh Druckluft geführt ist.

7. Programmsteuersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Vollzugsmelder (53) pneumatisch über einen Verzögerungskreis (49, 50,¹M) betätigbar sind, der über ein Lesekanalpaar (U) an die Druckluftversorgung angeschlossen ist.