DE2146116A1

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Info

Publication number: DE2146116A1
Application number: DE19712146116
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Current assignee: Werkzeugmaschinenkombinat Fritz Heckert VEB
Priority date: 1970-09-29
Filing date: 1971-09-15
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FR2108712A5

Description

E 64/7" - KÖr/Ri/Sei 28. Juli 1S71

Schaltungsanordnung zur Positionierung von Werkstückträgern innerhalb eines Fertigungssystems

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Positionierung von Werkstückträgern innerhalb eines Fertigungssystemes, wobei die Werkstückträger durch elektrische Linearmotoren angetrieben werden und an den einzelnen Positionierplätzen Schalter vorgesehen sind, die in Bewegungsrichtung der Werkstückträger angeordnet sind und einen Brems-, Stillsetzungs- oder Umsteuervorgang auslösen. Es ist bekannt, die Werkstückträger innerhalb einer Fertigungsstrasse durch mechanische Mittel, wie Forderketten, Gewindespindeln oder Schubkolben, fortzubewegen. Dabei werden die Werkstückträger an den einzelnen Positionierplätzen, d.h. den Plätzen, an denen der Werkstückträger z. Bl zum Zwecke der Bearbeitung in einer Bearbeitungsstation anzuhalten ist, durch das mechanische Transportmittel bis zum Stillstand abgebremst sowie anschliessend mechanisch verriegelt. Der

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Hauptnachteil eines derartigen Transportsystemes liegt darin begründet, dass die Werkstückträger alle in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit gefördert werden.

Es ist weiterhin bekannt, die Werkstückträger innerhalb einer Fertigungsstrasse auf Luftkissen zu lagern und mittels eines aus einer Luftdüse austretenden Luftstrahles fortzubewegen. Zum Zwecke des Abbremsens sind an den jeweiligen Positionierplätzen weitere Luftdüsen vorgesehen, die entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der Werkstückträger angeordnet sind. Die endgültige Stillsetzung der Werkstückträger erfolgt wieder über mechanische Verriegelungsglieder. Mit einer derartigen Anordnung ist es praktisch nicht möglich, Werkstückträger grösserer Dimensionen zu beschleunigen bzw. abzubremsen, da infolge des schlechten Wirkungsgrades der Luftverbrauch viel zu gross ist. Nachteilig ist auch der Einfluss der Luft auf die Umgebung, da die Verschmutzung gefördert wird.

Des weiteren ist eine Anordnung zum Anhalten eines sich bewegenden langgestreckten Gutes, insbesondere eines warmgewalzten Stabes, in einer vorher bestimmten Stellung auf einem Rollgang bekannt» Dabei weist der Rollgang PÖrdarrollen auf, die von einam umsteuerbaren Motor angetrieben werden, Der Mobor wird von T?of:o:2ollen gesteuert, die durch das vorde-

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re Ende des Gutes beeinflusst werden und den Motor verlangsamen, umsteuern und anhalten.

Diese Anordnung weist zunächst den bereits oben angeführten Nachteil auf, das für den Fall der Anwendung auf die Bewegung von Werkstückträgerη innerhalb einer Pertigungsstrasse alle Werkstückträger in der gleichen Richtung mit der gleichen Geschwindigkeit gefördert werden. Analoges gilt auch für den Brems- und Positioniervorgang, da durch die Beeinflussung der Fotozellen der Antriebsmotor des gesamten RoIlganges gesteuert wird. Zine individuelle Steuerung einzelner Werkstückträger an verschiedene Positionierplätze ist mit der bekannten Einrichtung nicht möglich.

I^?s ist weiterhin auch schon vorgeschlagen worden, die Werkstückträger mittels elektrischer Linearmotoren anzutreiben und unter Anwendung von am jeweiligen Positionierplatz vorgesehenen Schalter zu positionieren.

Die Erfindung geht hiervon aus und bezweckt, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die es ermöglicht, mittels elektrischer Linearmotoren angetriebene V/erkstückträger individuell und unabhängig an Jedem beliebigen vorgegebenen Positionierplatz einzupcsil-ionieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung 7-ur Fositionierunr; von '.-Jarkstücktrysern innerhalb eines Feri'icun^.ssystemas, wobei J ie Werkstückträger durch elektrische Linsarmotorsn angetrieben werden und an den ein- ^elnen Positicnierplätzen Schalter vorgesehen sind, die in

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Bewegungsrichtung der Werkstückträger angeordnet sind und einen Brems-, Stillsetzungs- oder Umsteuervorgang auslösen, zu schaffen, bei der die den Positionierplätzen zugeordneten Schalter jeden einzelnen Linearmotor für den Antrieb der Werkstückträger direkt steuern.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst, durch die folgenden Schaltungsmerlanale:

a) jedem Linearmotor ist eine Anpassungssteuerung- zugeordnet, über welche der Linearmotor in beiden Bewegungsrichtungen an Spannung legbar ist,

b) jede Anpassungssteuerung ist über Aufrufe-, Übertragungs- und Rückmeldüngen mit einer gemeinsamen externen Steuerungseinrichtung verbunden,

c) durch die Steuerungseinrichtung erfolgt der Aufruf des Linearmotors, der Richtungs- und Beschleunigung bzw, Verzögerungsentscheid und der Koinzidenzvergleich sowie nach Anruf durch die Anpassungssteuerung, die Abgabe eines Steuerimpulses an die Anpassungssteuerung des Linearmotors,

d) jeder Anpassungssteuerung sind vier Schalter zugeordnet, deren Signalausgänge auf die Anpassungssteuerung geführt sind, welche bei Bet'-'tigung von zwei oder drei Schaltern einen Einschaltimpuls an den Linear-

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motor auslöst,

e) jeder Linearmotor weist eine Bremseinrichtung auf, welche über die Anpassungssteuerung bei Betätigung aller vier Schalter erregbar ist.

Dabei sind zweckmässlg die Signalausgänge der vier Schalter so zusammengeschaltet, dass Jeweils die Signalausgänge der ersten bzw. der letzten beiden Schalter, der ersten bzw. der letzten drei Schalter sowie die aller vier Schalter auf die Anpassungssteuerung geführt sind,

Weiterhin ist zweckmässig, dass eine Anpassungssteuerung mehreren, sich aneinander anschliessenden Linearmotoren zugeordnet sein kann.

Des weiteren ist es vorteilhaft, dass die Verbindungsleitungen zwischen der Steuereinrichtung und den Anpassungssteuerungen als Hingleitung ausgebildet ist, s.n die alle Anpassungssteuerungen angeschlossen sind und die aus mehreren parallelen Informationsübertragungskanälen besteht.

Durch die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ist es möglich, die mittels Linearmotoren angetriebenen Werkstückträger individuell und unabhängig voneinander an jedem beliebigen vorgegebenen Positionierplatz der Fertigungsstrasse einzupositlonieren. Die Werkstückträger brauchen nicht mehr innerhalb des Fertigungssystemes mit gleicher Geschwlndig-

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keit In gleiche Richtung gefördert zu werden. Dieses ist mit eine Grundvoraussetzung für den Einsatz in rechengesteuerten Fertigungssystemen, die eine individuelle und unabhängige Förderung der Werkstückträger mit unterschiedlichen Werkstücken zu den einzelnen Maschinen erfordern, was im wesentlichen bedingt ist durch die unterschiedlichen Bearbeitungszelten auf den Maschinen.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zur Positionierung von Werkstückträgern.

In der Transportbahn eines Fertigungssystemes (nicht gezeichnet) sind eine Reihe von elektrischen Linearmotoren LM angeordnet, die dem Antrieb von einer grösseren Anzahl von Werkstückträgern VJ dienen. Die Linearmotoren LM sind dabei i. d. R. solchen. Stellen der Transportbahn zugeordnet, an denen die Werkstückträger U beschleunigt bzw. abgebremst werden müssen. Diese Stelisn v/erden als Positionierplätze bezeichnet» Sie können an BearbeitungsStationen oder an Weichen bzw. Kreuzungen der Transportbahn vorgesehen sein. Demgemäss ist an dem Positionierplatz, an dem rie Bewegung des Werkstückträgers W gestartet werden soll, ein Linearmotor LMl angeordnet und entsprechend am Zielort ein Linearmotor LM2. Es können auch mehrere hintereinander angeordnete Linearmotorsn LMl.1 und LMi.2 (nicht gezeichnet) für das

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Vor- und Nachbeschleunigen "bzw. Vor- und Nachbremsen vorgesehen sein. Den Linearmotoren LMl, LM2 bzw. den hintereinander angeordneten Linearmotoren LMl,1 und LMl.2 ist eine Anpassungssteuerung ASl, AS2 zugeordnet, über welche jeder Linearmotor LMl, LM2 in beiden Bewegungsrichtungen an Spannung legbar ist.

Die Anpassungssteuerungen ASl, AS2 sind über Aufrufeleitungen 1, 2, 3, i'bertragungsleitungen 4, 5, 6 und Rückmeldeleitungen 7* & mit einer gemeinsamen externen Steuerungseinrichtung G!⁷. verbunden. Dabei sind zum Zwecke der Ersparnis von Leitungswegen die Verbindungsleitungen zwischen der Steuereinrichtung SE und den Anpassungssteuerungen AS als Ringleitung ausgebildet, an die alle AnpassungsSteuerungen Λ3 angeschlossen sind (nicht gezeichnet) und die aus mehreren parallelen Informationsübertragungskanälen besteht. Die Steuerungseinrichtung SE kann ein Rechner sein, der mittels Programmeingabe S (Lochstreifen oder Handeingabe) programmiert ist. Das Programm enthält z. B. Angaben sum Start- und Zielort (Motornumir.ern) des zu befördernden Werkstückträgers V/.

Entsprechend der Programmierung der Steuerungseinrichtung SE gibt diese die entsprechenden Befehle an die Anpassungssteuerungen ASl, AS2 zur Einleitung und Durchführung des Start- und Positionierverganges.Diese Befehle werden über die parallelen Informationsübertragungskanäle der Ringleitung übertragen, so dass mehrere Steuervorgänge Innerhalb der Transportbahn des Fertigungssystemes gleichseitig laufen können.

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Jeder Anpassungssteuerung ASl, AS2 sind vier Schalter Sl, S2, S3, S4 zugeordnet, die in. der Führungsbahn für die Werkstückträger W sitzen und durch diese betätigt werden. In der Zeichnung sind nur die der Anpassungssteuerung A32 zugeordneten Schalter Sl bis S4 dargestellt, da für den Positioniervorgang nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nur die dem Zielbrt zugehörigen Schalter Sl bis S4 wirksam sind. Die Signalausgänge der Schalter Sl bis s4 sind wiefolgt zusammengeschaltet und auf die Anpassungssteuerung AS2 geführt:

Die Signalausgänge der ersten beiden Schalter Sl, S2 sind zu einer Leitung 10 zusammengeschaltet.

Die Signalausgänge der ersten drei Schalter Sl, S2, S5 sind zu einer Leitung 11 zusammengeschaltet.

Weiterhin sind.die Signalausgänge aller Schalter Sl bis 34 zu einer Leitung 12 zusammengeschaltet. Die Signalausgänge der letzten drei Schalter S2, S3, S4 sind weiterhin zu einer Leitung 13 zusammengefasst und die Signalausgänge der letzten beiden Schalter S3, S4 sind zu einer Leitung 14 zusammengeschaltet.

Die Leitungen 10 bis 14 liegen an der Anpassungssteuerung AS2 an und rufen je nach ihrem Signalfluss verschiedene Funktionen der Anpassungssteuerung AS2 auf. Jeder Positionierplatz mit den Linearmotoren LMl, LM2 weist weiterhin eine Bremseinrichtung BE auf, von denen nur die dem Linearmotor LM2 zugeordnete Bremseinrichtung BE in der Zeichnung dargestellt ist. Die Bremseinrichtung BE ist über

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die Anpassungssteuerung AS2 erregbar. Sie ist so ausgebildet, dass sie ein vollständiges Stillsetzen und Pesthalten des Werkstückträgers Vi auf der Führungsbahn bewirken kann und besteht z. B. aus einer elektro-magnetischen Bremse oder pneumatisch betätigten Klemmeinrichtungen.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:

Entsprechend der Programmierung der Steuerungseinrichtung SE wird von dieser der Linearmotor LMl des Startortes und der Linearmotor LM2 des Zielortes, der vom Werkstückträger VJ erreicht werden soll, aufgerufen. Dieses geschieht durch Aufruf der Nummern der entsprechenden Linearmotoren LMl, LM2 über die Aufrufeleitungen 1 der Ringleitung. Gleichzeitig wird über die Aufrufeleitungen 2, j5 der Richtungsentscheid und der Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsentscheid an die entsprechende Anpassungssteuerung ASl, AS2 ausgegeben« Gemäss dieses Aufrufes erfolgt von den AnpassungsSteuerungen ASl, AS2 eine Rückmeldung des Start- bzw. Zielplatzes über die Rückmeldungsleitungen 7* 8 an die Steuerungseinrichtung SE, welche einen Koinzidenzvergleich mit den Daten des Programms durchführt. Gleichzeitig führt die Steuerungseinrichtung SE über den Eingang 15 eine Prüfung der Transportbedingungen durch, ivobei z. B. zu prüfen ist, ob die vom Werkstückträger VJ zu durchfahrende Strecke frei ist, ob elektrische Spannung vorhanden ist usw. Nach dem positiven Abschluss dieser Vergleiche und Prüfungen wird von der Steuerungseinrichtung SE ein den Start auslö-

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sender Steuerimpuls, der hinsichtlich Zeitdauer genau difiniert ist, über die Übertragungsleitung 4 an die Anpassungssteuerung ASl gegeben. Entsprechend der Zeitdauer dieses Steuerimpulses wird der Linearmotor LMl von der Anpassungssteuerung ASl an Spannung gelegt, so dass ein entsprechender Kraftimpuls auf den Werkstückträger W ausgeübt wird. GemHss des von der Steuerungseinrichtung 3Z ausgegebenen Richtungsentscheides sowie de3 Beschleunigung- bzw. Verzögerungsentscheides wirkt der Kraftimpuls auf den Werkstückträger V/ beschleunigend in der Bewegungsrichtung, die durch den Start- und Zielort festgelegt ist. Nach Durchlauf des Weges zwischen Start- und Zielort erreicht der Werkstückträger W den Zielort mit den dort vorgesehenen Schaltern Sl bis S4. Bei Betätigung der Schalter Sl bzw. Sl und S2 wird zunächst kein Vorgang ausgelöst. Erst wenn die ersten drei Schalter Sl bis S3 betätigt sind und über die Leitung 11 ein entsprechendes Signal an die Anpassungssteuerung AS2 gegeben wird, leitet diese ein Signal über die Übertragungsleitung 6 an die Steuerungseinrichtung S3 weiter. Dieses Signal löst die Ausgabe eines Einschaltimpulses durch die Steuerungseinrichtung SE über die Übertragungsleitung 5 an die Anpassungssteuerung AS2 aus, wobei der Einschaltimpuls zeitlich genau definiert ist. Entsprechend der Zeitdauer dieses Einschaltimpulses wird der Linearmotor LM2 von der Anpassungssteuerung AS2 an Spannung gelegt, so dass ein entsprechender Kraftimpuls auf den Werkstückträger W ausgeübt wird. Nach dem von der Steuerungseinrichtung SE

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ausgegebenen Richtungsentscheld sowie dem Beschleunigungsbzvi. Verzögerungsentscheid wirkt dieser Kraftimpuls auf den Werkstückträger Vi verzögernd in seiner Bewegungsrichtung, so dass die Geschwindigkeit verringert wird. Der VJerkstückträger W läuft mit entsprechend verzögerter Geschwindigkeit in seiner Bewegungsrichtung weiter, bis er alle vier Schalter Sl bis S4 bedeckt. Ein entsprechendes Signal wird über die Leitung 12 an die Anpassungssteuerung AS2 gegeben, wodurch die Bremseinrichtung BE erregt und der Werkstückträger Vi bis zum Stillstand abgebremst und festgehalten wird.

Für den Fall, dass der '-.'erkstucktreger V-J noch eine zu hohe Geschwindigkeit besass, erfolgt nicht das Stillsetzen in den vorgeschriebenen Grenzen und die Schalter Sl oder Sl und S2 werden wieder geöffnet. Damit sind nur noch die Schalter S2 bis Sh bzw. S3 und S4 betätigt und über die Leitung 15 bzw. 14 erfolgt die Abgabe eines entsprechenden Signales an die Anpassungssteuerung AS2. Durch diese wird hierdurch für die Zeitdauer des unbetätigten Zustandes des Schalters Sl bzw. der Schalter Sl und S2 ein weiterer Einschaltimpuls ausgelöst, wodurch der Linearmotor LM2 für diese Zeitdauer so an Spannung gelegt wird, dass wieder ein Kraftimpuls entgegen der ursprünglichen Bewegungsrichtung des Werkstückträger V/ auf diesen einwirkt. Dieser Kraftimpuls wirkt nun beschleunigend in die Gegenrichtung, so dass der Werkstückträger W wieder zurückbewegt wird. Nach dem durch den Werkstückträger W wieder alle vier Schalter Sl bis S4

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betätigt werden, wird ebenfalls, wie oben beschrieben, ein entsprechendes Signal über die Leitung 12 an die Anpassungssteuerung AS2 gegeben. Dadurch wird die Bremseinrichtung BE erregt und der Werkstückträger W bis zum Stillstand abgebremst.

Für den Fall, dass die Geschwindigkeit der Zurückbewegung so gross war, dass der Schalter S4 geöffnet wird, wird über die Leitung 11 ein entsprechendes Signal an die Anpassungssteuerung AS2 gegeben, wodurch wieder ein Beschleunigungsimpuls des Linearmotors LM2 in Richtung der ursprünglichen Bewegungsrichtung ausgelöst wird.

Gleiches gilt auch für den Fall, dass bei der Zurückbewegung die Schalter S3 und S4 geöffnet werden, da nun über die Leitung 10 ein entsprechendes Signal abgegeben wird.

Die Steuerung ermöglicht somit ein genaues Einpositionieren des V/erkstückträgers W an dem entsprechenden Positionierplatz, wobei von der externen Steuerungseinrichtung SE zunächst der Zielort durch Aufruf des anzusteuernden Linearmotors LM2 festgelegt sowie ein zeitlich genau definierter Steuerimpuls ausgegeben wird. Der weitere Genaupositionier-Vorgang wird nunmehr intern mit Hilfe der Anpassungssteuerung AS2 gesteuert. Dabei werden eventuelle Überläufe des VJerkstückträgers W durch entsprechend gesteuerte Pendelbewegungen korregiert.

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IJ Gchaitungsanordnung zur Positionierung von VJerkstückträgern, innerhalb eines Fertigungssystemes, wobei die l/erkstüektrriger durch elektrische Linearmotoren angetrieben v;erden und an den einzelnen Positionierplätzen Schalter vorgesehen sind, die in Bewegungsrichtung der Werkstückträger angeordnet sind und einen Brems-, Stillsetzungsoder Umsteuervorgang auslösen,
gekennzeichnet, durch die folgenden Schaltungsmerkmale:

a) jedem Linearmotor (LMl, LM2) 1st eine Anpassungssteuerung (ASl, AS2) zugeordnet, über welche der Linearmotor (LMl, LM2) in beiden Bewegungsrichtungen an Spannung legbar ist,

b) jede Anpassungssteuerung (ASl, AS2) ist über Aufrufeleitungen (1, 2, 3) t IJbertragungsleitungen (4, 5j 6) und Rückmeldungsleitungen (7* ö) mit einer gemeinsamen externen Steuerungseinrichtung (SE) verbunden,

c) durch die Steuerungseinrichtung (SE) erfolgt der Aufruf des Linearmotors (LMl, LM2), der Richtungs- und Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsentscheid und der Koinzidenzvergleich sowie nach Aufruf durch die Anpassungssteuerung (ASl, AS2) die Abgabe eines Steuerungsimpulsen an die Anpassungssteuerung (ASl, AS2) des Linearmotors (LMl, LM2),

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d) jeder Anpassungssteuerung (Δ31, Λ32) sind vier Schalter (31, Π2, 8p, Z¹I) zugeordnet, deren Signalausgänge auf die Anpassuncsstouerunc (ASl, \Z2) raführt sind, welche bei Betäticunc von zwei oder drei Schaltern (Sl, S2, 33, 54) einen Einschaltimpuls an den Linearmotor (LMl, LM2) auslöst,

e) jeder Linearmotor (LMl, LM2) weist eine Bremseinrichtung (BE) auf, welche über die Anpassungssteuerunß (ASl, AS2) bei Betätigung aller vier Schalter (Sl, S2, S3, S4) erregbar ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Signalausgänge der vier Schalter (Sl, S2, 3J> S4) zusammengeschaltet sind, dass jeweils die Signalausßänge der ersten "bzw. der letzten beiden Schalter (31, S2 bzw. S3, S4), der ersten bzw. der letzten drei Schalter (S.1, S2, S3, bzw. S2, S3, S4) sowie die aller vier-Schalter (Sl, S2, S3, S4) auf die Anpassungssteuerung (ASl, AS2) geführt sind.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Anpassungssteuerung (ASl, AS2) mehreren, sich aneinander anschliessenden Linearmotoren (LM) zugeordnet ist.

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Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Verbindungsleitungen zwischen Steuereinrichtung (32) und Anpa3sungsSteuerungen (AS) als Ringleitung ausgebildet sind, an die alle AnpassungsSteuerungen (AS) angeschlossen sind und die aus mehreren paralle· len Informationsübertragungskanälen besteht.

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