DE2226118A1

DE2226118A1 - Steuervorrichtung für einen Metallband-Vorschub

Info

Publication number: DE2226118A1
Application number: DE19722226118
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: St. Denis, Andrew Raoul, Windsor, Ontario (Kanada)
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1972-05-29
Publication date: 1972-12-14
Also published as: GB1396386A; FR2140208B3; BE784375A; CA934149A; IT956128B; BR7203551D0; FR2140208A1; NL7207417A; US3716773A; AR193995A1; ZA723591B

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Metallband-Vorschub.

Die blechverarbeitende Industrie ist sehr umfangreich und benötigt außerordentlich teuere "Vorrichtungen mit hoher Durchgangsleistung. Pressen und Stanzen verarbeiten häufig bandförmiges Material, in der Regel Stahl, das üblicher Weise in fest gewickelten Coils angeliefert wird, die zum Abspulen in einen Lagerstuhl oder dergleichen gehängt werden. Ob nun das Streifenmaterial nur in bestimmte Abschnitte aufgeteilt, oder aber direkt einer Presse zur Verarbeitung-zugeführt wird, immer muß der Arbeitsvorgang bei ruhendem Metallband erfolgen. Dies bedeutet, daß das abgewickelte Metallband zuerst um eine bestimmte Strecke vorgeschoben, dann verarbeitet und anschließend wiederum um eine bestimmte Strecke vorgeschoben werden muß. Bei

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nicht ausreichendem Vorschub weist das hergestellte Stück zu geringe Abmessungen auf und stellt somit Ausschuß dar. Ist der Vorschub hingegen zu groß, wird ein Zuschneiden erforderlich, so daß höhere Abfallmengen entstehen. Berücksichtigt man die Tatsache, daß derartige Vorrichtungen in der Regel täglich 24- Stunden in Betrieb sind, dann wird deutlich, daß der durch schlechte Steuerung des Metallband-Vorschubes hervorgerufene Abfall bzw. Ausschuß zu einem bedeutsamen .Kostenfaktor werden kann. Selbst Abfälle in der Größenordnung von wenigen Millimetern stellen - umgerechnet auf eine ganze Jahresproduktion einen bedeutsamen Verlustfaktor dar.

Bisher ist es immer noch üblich, für die Bedienungsperson manuell zu betätigende Steuereinrichtungen zum Anhalten und Anfahren der Vorschubvorrichtung für das abgewickelte Metallband vorzusehen. Es wurden jedoch auch bereits verschiedene mechanische Vorrichtungen entwickelt, mit denen das Metallband nach jedem Arbeitszyklus um einen bestimmten Betrag weiterbewegt werden soll. Eine derartige Anlage kann pneumatische Zylinder mit Greifeinrichtungen aufweisen, die das Metallband erfassen und über die Länge des Zylinderhubes vorwärtsziehen. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß bereits ein geringer Schlupf zwischen Greifeinrichtung und Metallband zu Ausschuß führen muß.

Ein anderer Vorschlag sieht für den Vorschub des Blechbandes Vorschubrollen vor, die von einem Motor angetrieben werden, der über eine vorbestimmte Zeitdauer in Betrieb gesetzt wird, um dadurch das Bandmaterial über die gewünschte Länge weiterzubewegen. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, daß das Metallband verhältnismäßig schwer ist, so daß für den Vorschub ein

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verhältnismäßig hohes Drehmoment erforderlich wird. Dadurch ist es praktisch unmöglich, die Vorwärtsbewegung exakt an einem vorherbestimmten Punkt abzustoppen.

Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Steuerung für einen Metallband-Vorschub zu entwickeln, die die Steuerung exakter Vorschublängen ermöglicht.

Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale gelöst;

a) Ein Meßrad mit bekanntem Umfang, das von dem Metallband ν beaufschlagt wird, wobei der Vorschub des Metallbandes die Rotation des Meßrades bedingt}

b) ein mit dem Meßrad in Verbindung stehender Drehmeßwert umwandler, der elektrische Impulse erzeugt, die der Umdrehung des Meßrades proportional sind;

c) ein elektronisches Zählwerk mit Voreinstellungen zum Zählen der vom Meßwertumwandler erhaltenen elektrischen Impulse und zum Stoppen des Vorschubes nach Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen.

Die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung kann für alle Bauarten von Met allband-Vor schub einrichtungen verwendet werden, einschließlich der Vorschubrollen aufweisenden Bauarten, die von Wechselstrom- oder Gleichstrommotoren, oder aber von Hydraulik-

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motoren angetrieben werden oder auch über Luft- oder Hydraulikzylinder. Vorzugsweise wird jedoch eine Vorschubeinrichtung verwendet, die von einem Gleichstrom- oder aber einem Hydraulikmotor angetrieben wird.

Das Meßrad ist normalerweise verhältnismäßig schmal, beispielsweise etwa 38 mm breit. Es ist auf einer Achse befestigt, die quer zur Vorschubrichtung des Metallbandes verläuft. Die Lager dieser Achse können in Schwingarmen gehalten, oder aber direkt zu beiden Seiten des Metallbandes in die Seitenwandungen der Vorschubvorrichtung eingebaut sein. Da die Rotation des Meßrades von der Vorschubbewegung des Metallbandes erzeugt wird, ist es wichtig, das Meßrad entweder mit einem Gewicht zu belasten, oder es unter Federdruck zu stellen, um zwischen der Oberfläche des Meßrades und des Metallbandes ständig einen einwandfreien Kontakt zu erzeugen. Eine Gewichtsbelastung von beispielsweise 4-0 Pfund führt bereits zu einem guten Kontakt.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann unterhalb des Meßrades eine Stützrolle angeordnet sein, die das Metallband gegen das Meßrad drückt. Es kann auch zweckmäßig sein, den Außenumfang des Meßrades mit einer Aufrauhung zu versehen, um jeden Schlupf zwischen Meßrad und Metallband zu verhindern.

Die Achse des Meßrades ist direkt verbunden mit dem Drehmeßwertumwandler, der vorzugsweise auf photoelektrischer Basis arbeitet, da so pro Rotation eine große Zahl elektrischer Impulse erhalten werden kann.

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Das mit Voreinstellungen versehene elektronische Zählwerk ist an sich bekannt. Ein derartiges Zählwerk hat üblicher Weise eine Reihe voreinstellbarer Steuerelemente, wobei nach Erreichen einer vorherbestimmten Anzahl elektrischer Impulse ein Relais beaufschlagt wird. In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist das elektronische Zählwerk zwei Reihen voreinsteilbarer Steuerelemente auf, von denen jede Reihe ein gesondertes Ausgangsrelais beaufschlagt. Mit dieser Anordnung kann eine Reihe der voreinstellbaren Steuerelemente so eingestellt werden, daß das eine Relais bei einer vorherbestimmten Zahl erregt wird, während die zweite Reihe der Steuerelemente so eingestellt wird, daß das zweite Relais bei einer anderen vorherbestimmten Zahl beaufschlagt wird.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die beiden Relais mit der Steuerung eines Gleichstrommotors für den Metallband-Vorschub verbunden sind, wobei beim Einschalten des Motors dessen FeId- und Ankerwicklung volle Spannung erhalten, während das erste Relais, nachdem das Metallband eine vorgegebene Strecke zurückgelegt hat, erregt wird und in der Steuerung der Motor-Ankerwicklung einen Widerstand schaltet, so daß der Motor auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit verlangsamt wird, und schließlich das zweite Relais, nachdem das Metallband eine zweite vorgegebene Strecke mit niedriger Vorschubgeschwindigkeit zurückgelegt hat, erregt wird und eine vollständige Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Vorschubmotor bewirkt.

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Um die Funktionsweise der neuen Vorrichtung zu veranschaulichen, wird einmal unterstellt, daß das Meßrad einen Umfang von 10' hat. Bei jeder Umdrehung des Meßrades legt somit das Metallband eine Strecke von 10' zurück. Bei Verwendung eines derartigen Meßrades in Verbindung mit einem Drehmeßwertumwandler, der pro Umdrehung 10.000 Impulse erzeugt, entspricht somit jeder Impuls einer Vorschubstrecke des Metallbandes von 0,001' .

Werden bei dem elektronischen Zählwerk zwei Reihen voreinstellbarer Steuerelemente vorgesehen, dann kann jede Reihe eine individuelle Einheiten-Steuerung nach Zehnern, Hundertern , Tausendern und Zehnt aus endern aufweisen. Demnach kann das Zählwerk eingestellt werden für jeden Metallvorschub zwischen 0,001* und 99,999' -

Soll die Vorrichtung dem Metallband einen Vorschub von genau 30' verleihen, dann wird die zweite Reihe der voreinstellbaren Steuerelemente auf 30 000 programmiert, während die erste Reihe beispielsweise auf 29 900 eingestellt wird. Bei dieser Anordnung erhält der Vorschubmotor bei seiner Einschaltung auf seine FeId- und Ankerwicklung volle Spannung, so daß eine schnelle Beschleunigung auf die gewünschte Geschwindigkeit erreicht wird. Die maximale Geschwindigkeit wird beibehalten, bis das Zählwerk die Zahl 29 900 zählt. Dann wird das erste Relais erregt und ein Widerstand in die Ankerwindungssteuerung geschaltet. Der herabgesetzte Strom in der Ankerwindung verlangsamt den Motor schnell auf die vorgewählte niedrige Geschwindigkeit, bei der das Metallband die restliche Strecke von 0,1' zurücklegt, bis das Zählwerk 30 000 liest. In diesem Augenblick wird das zweite

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Relais te auf schlagt -und schaltet den Gleichstrommotor ab. Dieser programmierte Schleichgang macht es möglich, das Metallband mit höchst möglicher Geschwindigkeit über den größten Teil der Vorschubstrecke zu bewegen, um dann die Reststrecke bei stark reduzierter Geschwindigkeit zurückzulegen. Dadurch kann die Vorschub bewegung innerhalb eines Bereichs von wenigen Tausendstel eines Zolls zum Stoppen gebracht werden, so daß Abfall vermieden werden kann.

Das elektronische Zählwerk dient außerdem als Steuerzentrum für die das Metallband verarbeitende Vorrichtung, beispielsweise
für einen Blechschneider oder eine Presse. Mit Erregung des
zweiten Relais durch das elektronische Zählwerk wird gleichzeitig diese Bearbeitungsvorrichtung in Gang gesetzt. Somit ist sichergestellt, daß die nachfolgende Bearbeitungsmaschine nur
dann tätig werden kann, wenn ein ausreichender Streifenvorschub erfolgt ist.

einen vollautomatischen Arbeitsablauf weist das elektronische Zählwerk normalerweise eine automatische Rückstellung auf.Die
Schneideinrichtung oder die Presse betätigen nach Ablauf des
Arbeitszyklus einen Endschalter, der das Zählwerk auf Null zurückstellt, so daß der Vorschub der nächsten Streifenlänge sofort
wieder gezählt werden kann.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das elektronische Zählwerk
eine Bildröhre aufweist, die eine direkte optische Ablesung der vom, Meßrad gemessenen Vorschubstrecke des Metallbandes ermöglicht. Dies ist von Vorteil für den Bedienungsmann, da z.B.
jeder zu große Vorschub des Metallbandes sofort angezeigt wird. Dies kann beispielsweise darm geschehen, wenn die Einschaltung

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des ßchleichganges zu dicht am Endpunkt der gesamten Vorschubstrecke liegt. Der Bedienungsmann ist somit imstande, sofort den genauen Betrag der Vorschubüberschreitung pro Arbeitszyklus abzulesen. Er kann daher sofort eine entsprechende Neueinrichtung vornehmen.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung eine Steuervorrichtung für einen Metallband-Vorschub;

Figur 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Figur 3 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf ein Steuerpult.

Figur 1 zeigt eine typische Vorschubeinrichtung mit einem Paar aus starkem Stahlblech bestehenden Seitenwandungen 10, die einen Lagerstuhl bilden zur Aufnahme eines Coils 11 . Zwischen den Seitenwandungen sind zwei Vorschubrollen 12 angeordnet, zwischen denen das Metallband 18 des Coils 11 unter Druck hindurchgeführt wird.·Diese VorschubroIlen sind auf Achsen 13 montiert und werden von einem Gleichstrommotor 16 angetrieben über ein Untersetzungsgetriebe 17 und auf den Achsen 13 montierte Zahn-

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räder 14,15· Auf die Vorschubrollen wird in üblicher Weise ein Vertikaldruck aufgebracht, beispielsweise durch pneumatische Zylinder.

Die Seitenwandungen 10 weisen Endteile 20 auf, die die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung aufnehmen. Zwischen den Endteilen 20 ist unterhalb des Metallbandes 18 eine frei drehbare Stützrolle 21 angeordnet, oberhalb von der in den Endteilen 20 Aussparungen 22 vorgesehen sind, in denen je ein Lagerbock 23 vertikal verschiebbar gelagert ist. Diese Lagerböcke stehen unter dem nach unten gerichteten Druck von Federn 24.

In den Lagerböcken ist eine Achse 25 gelagert, die ein Meßrad 26 trägt, das mit der Oberfläche des Metallbandes in Berührung steht. Auf das eine Ende der Achse 25 ist ein photoelektrischer Drehmeßwertumwandler 27 aufgesetzt, der proportional zu der Umdrehung des Meßrades 26 elektrische Impulse erzeugt. Als Meßwertumwandler ist hierfür beispielsweise geeignet die Bauform Dynapar Type 80 Rotopulser Transducer. . ·

Auf einem der Endteile 20 ist an geeigneter Stelle gut sichtbar für den Bedienungsmann ein elektronisches Zählwerk 28 befestigt. Dieses Zählwerk kann bekannter Bauart sein, wie beispielsweise, das von der Eagle Company in Toronto, Kanada , hergestellte . über eine Verbindungsleitung 29 steht das Zählwerk mit dem Meßwertumwandler 27 in Verbindung.

Das dargestellte elektronische Zählwerk weist zwei Reihen von voreinstellbaren Steuerknöpfen 30 und 3Ί auf. Jeder Steuerknopf

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ist mit zehn Eichungen versehen, so daß er zwischen 0 und 9 einstellbar ist. Jede Reihe der Knöpfe 30 und 31 "beaufschlagt ein eigenes Relais des Zählwerkes. Wie Figur 3 zeigt, umfaßt Jede Reihe dieser Steuerelemente fünf einzelne Knöpfe, die so angeordnet sind, daß sie jeweils Zehner-, Hunderter- , Tausender- und Zehntausender-Einheiten der von dem Meßwertumwandler erhaltenen elektrischen Impulse messen.

Das Zählwerk 28 umfaßt außerdem eine Bildröhre, die eine direkte optische Ablesung der Impulszahlen zuläßt, die von dem Zählwerk für jede Vorschubstrecke gemessen worden sind.

Das Zählwerk 28 kann eine automatische Rückstelleinrichung und/oder eine von Hand zu betätigende Rückstelltaste 33 aufweisen sowie einen üblichen Ein-Aus-Schalter 34.

Dieses elektronische Zählwerk hat ein übliches Klemmbrett mit Anschlüssen für einen ersten und zweiten Relaisausgang, einen Signaleingang, für eine äußere Rückstellung usw. Die Ausgänge der beiden Relais sind verbunden mit der Stromsteuerung für den Gleichstrommotor 16, wobei die Einzelheiten dieser Verbindungen nicht dargestellt sind, da sie zum üblichen Stand der Technik gehören und nicht Teil dieser Erfindung bilden. Der eine Relaisausgang ist außerdem verbunden mit dem Antrieb der folgenden Bearbeitungsmaschine, beispielsweise einem Blechschneider oder einer Presse, die einen Endschalter aufweisen kann, der nach Beendigung des Arbeitszyklus von der Maschine betätigt wird. Dieser Endschalter kann verbunden sein mit dem äußeren Anschluß für die Rückstellung des Zählwerkes, so daß nach Abschluß des Arbeitszyklus das Zählwerk 28 wieder auf Null zurückgestellt wird.

- Patentansprüche 209851/0801

Claims

Pat ent ansprüche

ί 1.!Steuervorrichtung für einen Metallband-Vorschub,"g e k e η η zeichnet durch folgende Merkmale:

a) Ein Meßrad (26) mit bekanntem Umfang, das von.dem Metallband (18) beaufschlagt wird, wobei der "Vorschub des Metallbandes die Rotation des Meßrades bedingt}

b) ein mit dem Meßräd (26) in Verbindung stehender Drehmeßwertumwandler (27)» der elektrische Impulse erzeugt, die der Umdrehung des Meßrades proportional sindj

c) ein elektronisches Zählwerk (28) mit Voreinstellungen (30,3*1) zum Zählen der vom Meßwertumwandler (27) erhaltenen elektrischen Impulse und zum Stoppen des Vorschubes nach Erreichen einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen.

2* Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennz eichnet, daß unterhalb des Meßrades (26) eine Stützrolle (21) angeordnet ist, die das Metallband (18) gegen das Meßrad drückt.

3· Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad (26) durch Federn (24) gegen das Metallband (18) gedrückt wird.

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4-. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad (26) auf einer frei drehbaren Achse (25) befestigt ist, die den Meßwertumwandler (27) beaufschlagt.

5· Steuervorrichtung nach einem .der vorhergehenden Ansprüche, gekennz eichnet durch einen photoelektrischen Meßwertumwandler (27).

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennz eichnet, daß das elektronische Zählwerk (28) zwei Reihen voreinstellbarer Steuerelemente (30,31) aufweist, von denen jede Reihe ein gesondertes Ausgangsrelais beaufschlagt.

7· Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Relais mit der Steuerung eines Gleichstrommotors (16) für den Metallband Vorschub verbunden sind, wobei beim Einschalten des Motors dessen Feld- und Ankerwicklung volle Spannung erhalten, während das erste Relais, nachdem das Metallband eine vorgegebene Strecke zurückgelegt hat, erregt wird und in die Steuerung der Motor-Ankerwicklung einen Widerstand schaltet, so daß der Motor auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit verlangsamt wird, und schließlich das zweite Relais , nachdem das Metallband eine zweite vorgegebene Strecke mit niedriger Vorschübgeschwindigkeit zurückgelegt hat, erregt wird und eine vollständige Unterbrechung der Stromzufuhr zu dem Vorschubmotor (16) bewirkt.

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8. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g β -kenn» »iohnet, daß das elektronische Zählwerk (28) eine Bildröhre aufweist, die eine direkte optische Ablesung der vom Mtßrad (26) gemessenen Vorschubstrecke des Metallbandes (18) ermöglicht.

9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Sichung« wobei jeder von dem Zählwerk (28) gezählte Impuls einem Metallhand-Torschuh von 0,001' entspricht»

10. Steuervorrichtung nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daB jede Reihe vorsinatellbarer Steuerelemente (30,31) fünf Einstellknöpfe (A1 - A5»B1 - B5) umfaßt, von denen ,jederzehn Eicheinstellungen aufweist, wob ti jede der beiden 3«ihta swiaohen 0,001* und 99,999* let.

11. Vorrichtung für die automat isohe Zufuhr eine· Met al Ib and» a *u einer YerarbtitufLgtÄfteöhine u* Jeweils vorherbistiisite Tor schubstrecken, gekennzeichnet durch folgend*

a) Drehbar· VQreeaubelenent* (12) für das Metallband (18)J

b) »in dlelohstrommotor (16) sua Antrieb dieser Torschub* eltaente (12)|

c) ein Heflrad (26), das von des Httallband (1β) beaufschlagt wird« wobei der Yorsshub d«s Mttallbaad«· die- Ho^ation des HeBrades bedingt ^

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d) ein ph.otoelektrisch.er Drehmeßwertumwandler (27), der mechanisch mit dem Meßrad (26) verbunden ist zur Erzeugung elektrischer Impulse, die der Umdrehung des Meßrades proportional sindj

e) ein elektronisches Zählwerk (28) zum Zählen der vom Meßwertumwandler (2?) erhaltenen elektrischen Impulse zur Steuerung dea Gleichstrommotors (16), wobei daa Zählwerk awei Auegsngarelais aufweist, die von zwei Reihen voreinstellbarer Steuerelemente (30,31) beaufschlagt werden und mit der Steuerung de· Gleichstrommotors (16) verbunden sind, dessen JeId- und Ankerwicklung anfangs rolle Spannung erhalten, während das erste Helait, nachdem das Metallband eine vorgegebene Streckt xuriXekgelegt hat, erregt wird und in die Steuerung der Motor-A^kerwieklung einen Widerstand schaltet, so daß der Motor auf eine vorherbestimmte Geschwindigkeit verlangsamt wird, und «chlieBlich das zweite Seials, nachdem da* Ketellbsnd ein· aweit· vorgegeben« Strecke mit niedriger Yorschubgeschwindigkeit zurückgelegt hat, erregt wird und eia* rolltfcändige Unterbrechung der Stromzufuhr'au dem Yorschubmotor (16) bewirkt·

12. Vorrichtung ikaeh Anspruch 11» dadurch gekennseichnei» AaA das »weite HeIaia ein» Pres·« beaufschlagt, die d#n Jeweils vorgeschobenen Abschnitt des Metallbandes (1ö) verarbeitet, wobei durch Erregung des ■weiten fielaiaidle Fresse in Gang gesetzt wird.

ORIGINAL INSPECTED

13· Vorrichtung nach. Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Zählwerk (28) eine Rückstelleinrichtung aufweist, die "bei Abschluß des Pressenzyklus von der Presse "beaufschlagt wird derart, daß das Zählwerk auf Null zurückgestellt und der Gleichstrommotor (16) eingeschaltet werden.

Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Eichung auf automatische Vorschublängen des Metallbandes (18) zwischen 0,001 inch und 99,999 inches.

J-Ing. Werner Gramm
jtanwalt
Gr/Gru.

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